Analysis and simulation methods for free-running, injection-locked and super-regenerative oscillators

RESUMEN: En los últimos años, muchos esfuerzos han sido dedicados al desarrollo de técnicas complementarias para el análisis de circuitos autónomos de microondas. Estas técnicas están pensadas para su uso en combinación con balance armónico, ampliamente usado para el análisis a frecuencias de microondas. De hecho, balance armónico sufre de restricciones cuando se utiliza para el análisis de circuitos autónomos, en su mayoría debidos a su falta de sensibilidad a las propiedades de estabilidad de la solución que se genera o se extingue mediante bifurcaciones. En esta tesis doctoral se presentan nuevos métodos de simulación y análisis para la caracterización y modelado de osciladores libres, sincronizados y superregenerativos. Todos los resultados obtenidos mediante los nuevos métodos de simulación y análisis han sido comparados satisfactoriamente con otras técnicas de simulación y con medidas.ABSTRACT: In the last years, numerous efforts have been devoted to the development of complementary analysis tools for autonomous microwave circuits. They are intended to be applied in combination with the harmonic-balance (HB) method, widely used at microwave frequencies. In fact, HB suffers from a number of shortcomings when dealing with autonomous circuits, mostly due the fact that it is insensitive to the stability properties of the solution, generated and extinguished through bifurcation phenomena. Here, new simulation and analysis methodologies for the characterization and modeling of free-running, injection-locked and super-regenerative oscillators have been proposed to overcome these problems when using commercial software. Results from the different new analysis methodologies have been successfully compared with independent simulations and with measurements