[发明专利]用于2.45GHz通信的基于复合左右手传输线的微波振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及一种工作于2.45GHz通信的零阶谐振振荡器，具有尺寸小，高稳定性低相位噪声的优势，属于有源微波器件领域。 

背景技术

微波振荡器用作频率变换和产生载波的信号源，是通信系统的核心部件。2.45GHz频段是广泛使用的ISM频段，可用于高速局域网、无线传感器网络、蓝牙系统、无线USB等技术领域，发明用于2.45GHz频段的微波振荡器具有重要的意义。设计振荡器需要高的品质因数和低的相位噪声，还有结构的小型化。 

当前，有很多利用传输线或介质谐振器来设计振荡器。随着左手材料的兴起，由复合左右手传输线构成的零阶谐振器具有独特的优势：零阶谐振器的谐振频率仅取决于谐振单元的L、C值，与谐振器的长度无关，这样可以实现结构的小型化；可以通过慢波效应，提高振荡器的品质因数Q，而振荡器的相位噪声和稳定性与品质因数的值有关。因此采用复合左右手传输线作为振荡器的零阶谐振器可实现小尺寸，高稳定性，低相位噪声等特性，并且易于集成，可推广应用于微波电路中。 

发明内容

本发明的目的是提供一种振荡频率为2.45GHz的新型微波振荡器，并且采用交指型复合左右手传输线与传统传输线耦合的零阶谐振器作为振荡器的谐振回路，减小了振荡器模型尺寸，降低了相位噪声，并提高了频率稳定性。 

本发明是这样实现的，一种尺寸小，高稳定低噪声复合左右手传输线振荡器包括： 

零阶谐振器是由交指型复合左右手传输线和传统传输线耦合形成的，其结构包括：输入端口，复合左右手传输线，传统传输线，输出端口，介质基板，输入端口和输出端口分别与传统传输线的两端相连，交指型复合左右手传输线由交指电容和短路短截线组成，短路短截线端部加工有一个接地通孔；

三极管，此三极管基极连接到第一隔直电容（C₁），第一电阻（R2）和第二电阻（R3），三极管的集电极接到第五微带线，三极管的发射极连接到第六微带线，第一隔直电容通过第一微带线和第一终端电阻（R1）接地；

由第一电容（C2）和第一偏置电阻（R4）成的第一支路，此第一支路一端接到第五微带线，另一端电阻端接地，电容端接直流电源；

由第二微带线，第一旁路电容（C4），第三微带线，第四微带线，第二终端电阻（R6）接地构成第二支路，第二支路一端接在三极管的集电极，第四微带线开路；

由第二偏置电阻（R5）和第二旁路电容（C3）构成第三支路，此第三支路一端接地，另一端接到第六微带线。

上述技术方案中的有关内容解释如下： 

1、上述方案中，所述的零阶谐振振荡器中，三极管型号为Onsemi’s MMBR941。

2、上述方案中，所述的零阶谐振振荡器中，介质基板的介电常数为2.65，厚度为1mm, 损耗角正切值为0.0027。 

3、上述方案中，所述的零阶谐振振荡器中，宽度均为2.7mm的第一微带线即传统传输线，第二微带线，第三微带线，第四微带线，他们的长度分别为13.5mm、2.4mm、6.9mm、24mm，阻抗值都为50Ω，宽度均为0.728mm的第五微带线和第六微带线的长度均为18.8mm，采用长为λ/4的高阻抗微带线的阻抗值均为100Ω。 

4、上述方案中，所述的零阶谐振振荡器中，零阶谐振器的交指型复合左右手传输线（2），交指长度为10.2mm,宽为0.3mm，短路短截线全长为17.7mm，接地通孔半径为0.35mm,交指间隙为0.3mm,交指对数为5，尺寸为12.4mm*5.7mm,传统传输线3尺寸为13.5mm*2.7mm，第一微带线与交指型复合左右手传输线之间的距离为0.12mm。 

本发明的技术效果是：本发明提供的新型小尺寸微波振荡器，采用交指型复合左右手传输线与传统传输线耦合的零阶谐振器作为振荡器的谐振回路。此振荡器在804.7mV时，稳定振荡在2.45GHz，在偏离中心频率10kHz时的相位噪声为-102dBc/Hz，偏离100kHz时的相位噪声为-122dBc/Hz，一次谐波输出功率达到7.87dBm。 

附图说明

图1为本发明提供的新型微波振荡器的电路结构示意。 

图2为零阶谐振器的结构图与等效电路。 

图3是本发明振荡器的原理框图。 

具体实施方式

下面结合附图1、2及实施例对本发明作进一步描述： 

一种尺寸小，高稳定低噪声复合左右手传输线振荡器包括：