[发明专利]一种低相噪振荡器

权利要求书

1.一种低相噪振荡器，其特征在于：在中间基片层(3)的金属上覆层内，第一环形结构(H1)的第一端口(1)连接第二传输线节(M2)的一端，第二传输线节(M2)的另一端与第一混合谐振腔(r1)进行耦合，第一混合谐振腔(r1)同时与第二混合谐振腔(r2)耦合，第二混合谐振腔(r2)耦合到第三传输线节(M3)的一端；第三传输线节(M3)的另一端连接到第二环形结构(H2)的第一端口(1′)，第二环形结构(H2)的第二端口(2′)连接第四传输线节(M4)的一端，在第四传输线节(M4)上依次加载了第一变容管(CV1)、第二变容管(CV2)、第一扇形枝节(S1)、第一电容(C1)、第二扇形枝节(S2)、第三变容管(CV3)和第四变容管(CV4)，第四传输线节(M4)的另一端连接到第二环形结构(H2)的第三端口(3′)；第二环形结构(H2)的第四端口(4′)连接第五传输线节(M5)的一端，第五传输线节(M5)的另一端连接到第二平行耦合双线结构(P2)的一端，第二平行耦合双线结构(P2)的另一端连接枝节加载的第六传输线节(M6)的一端，枝节加载的第六传输线节(M6)的另一端连接到晶体管(T)的一端，晶体管(T)的另外一端连接枝节加载的第八传输线节(M8)的一端；在枝节加载的第六传输线节(M6)的中间还连接第七传输线节(M7)的一端，第七传输线节(M7)上依次加载第三扇形枝节(S3)、第二电容(C2)、第二电阻(R2)和第四扇形枝节(S4)，第七传输线节(M7)的另一端连接到枝节加载的第八传输线节(M8)的中间；枝节加载的第八传输线节(M8)的另一端连接到第一平行耦合双线结构(P1)的一端，第一平行耦合双线结构(P1)的另一端连接第九传输线节(M9)的一端，第九传输线节(M9)的另一端连接到第一环形结构(H1)的第二端口(2)，第一环形结构(H1)的第三端口(3)连接第一电阻(R1)，第一环形结构(H1)的第四端口(4)连接第一传输线节(M1)的一端，第一传输线节(M1)的另一端输出信号；第一混合谐振腔(r1)和第二混合谐振腔(r2)通过金属化通孔(VH)围列而成，且周围有安装通孔(Hole)；使用螺钉通过安装通孔(Hole)，对应第一混合谐振腔(r1)和第二混合谐振腔(r2)所在的区域，将上金属层(1)、上介质基片层(2)、中间介质基片层(3)、下介质基片层(4)和下金属层(5)紧密铆合在一起。

2.依据权利要求1所述的振荡器，晶体管(T)选用Infineon公司的BFP840FEDS晶体管，静态工作点为：V_CE＝1.8V,I_C＝10mA；第一变容管(CV1)、第二变容管(CV2)、第三变容管(CV3)和第四变容管(CV4)选用SKYWORKS公司的SMV2019-079LF变容二极管；第一电容(C1)选用1pF和10μF两个电容的并联；第二电容(C2)选用1pF、100nF和10μF三个电容的并联，且对称放置；第一电阻(R1)选用两个100Ω电阻并联，第二电阻(R2)选用20KΩ电阻；输出频率在11.158GHz，在偏离100KHz频率处测得的相位噪声为-120.68dBc/Hz，二次谐波抑制度为51.49dBc。

3.依据权利要求1所述的振荡器，其部分结构包括：第一混合谐振腔(r1)和第二混合谐振腔(r2)通过金属化通孔(VH)围列而成，且周围有安装通孔(Hole)；使用螺钉通过安装通孔(Hole)，对应第一混合谐振腔(r1)和第二混合谐振腔(r2)所在的区域，将上金属层(1)、上介质基片层(2)、中间介质基片层(3)、下介质基片层(4)和下金属层(5)紧密铆合在一起；该部分结构具有二阶带通频率响应。

4.依据权利要求1所述的振荡器，第一混合谐振腔(r1)和第二混合谐振腔(r2)的工作模式为TE₁₀模式，谐振频率f可以通过下式来计算：

其中，l和a分别是等效矩形空气腔波导的长度和宽度，等效介电常数ε_eff为ω_c为截止角频率，φ为截止角频率处的相移，ε₀为真空介电常数，μ₀为真空磁导率。