[发明专利]一种低相噪振荡器

说明书

本发明提供一种低相噪振荡器，基于混合谐振腔结构，混合谐振腔结构由上金属层(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)等五层结构通过螺钉铆合而成。实施例的仿真和测试结果表明：输出频率在11.158GHz，输出功率为‑1.6dBm，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。该振荡器具有低相位噪声、良好的谐波抑制、容易加工，便于集成以及低成本等优点。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种具有谐波抑制的低相位噪声振荡器。

背景技术

近年来，随着个人移动通讯、军工设备的飞速发展，微波和无线市场倍受关注。微波振荡器是频率产生源不可或缺的组成部分，作为锁相环、频率综合和时钟恢复等电路的关键模块，广泛用于手机、卫星通讯终端、机制、雷达、导弹制导系统、军事通信系统、数字无线通信、光学多工器、光发射机等电子系统中。微波振荡器作为各种频率源的参考源和产生时间频率基准的关键器件，其相位噪声越来越成为限制各种电路与系统性能的一个关键因素，对电子系统的性能、尺寸、重量和成本都有着决定性的影响，是微波电路设计与集成的一个难点。因此，研究具有低相位噪声的微波振荡器具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有微波振荡器的相位噪声较高的不足，提供了一种具有低相位噪声的微波振荡器。该微波振荡器基于混合谐振腔结构，具有低相位噪声、良好的谐波抑制、容易加工、便于集成以及低成本等优点。以下简称振荡器。

如图1所示，为基于五层结构铆合而成混合谐振腔结构。最上层是上金属层(1)，第二层是四周围列金属化通孔且中间挖空的上介质基片层(2)，第三层是包括四周围列的金属化通孔和馈线的中间介质基片层(3)，第四层是四周围列金属化通孔且中间挖空的下介质基片层(4)，最下层是下金属层(5)；将这五层结构通过螺钉铆合到一起，形成右边所示的混合谐振腔。混合谐振腔可以用图2所示的模型来等效，等效为一个矩形空气腔波导，中间插入一层介质基片，其中l为长度，a为宽度，b为厚度。如果上介质基片层(2)、中间介质基片层(3)和下介质基片层(4)都使用同一介质基片，即它们的厚度相等，因此b为三层介质基片的厚度。

如图1所示的混合谐振腔，工作模式为TE₁₀模式，谐振频率f可以通过下式来计算：

其中，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。