[发明专利]一种具有新型相噪控制网络的微带振荡器

说明书

本发明提供一种微带振荡器，基于新型相噪控制网络。该相噪控制网络具有窄带带通特点，且在带外有六个传输零点，它能够在微带振荡器的振荡频率处获得较低的插损、高群时延和良好带外抑制，在降低微带振荡器的相位噪声发挥重要的作用。实施例的测试结果表明：振荡于1.99GHz，输出功率为8.35dBm，在100kHz频率偏移下，测得的相位噪声分别为‑127.69dBc/Hz，二次三次谐波抑制分别为‑46.03dBc及‑16.65dBc。该振荡器具有低相位噪声、良好的谐波抑制、容易加工以及低成本等优点。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种具有新型相噪控制网络的低相位噪声微带振荡器。

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。该微波振荡器基于微带结构，具有低相位噪声、良好的谐波抑制、容易加工以及低成本等优点。以下简称振荡器。

微带线的结构如图1所示，主要包括三层。第I层是金属上覆层，第II层是介质基片，第III层是金属下覆层。本发明所述的振荡器如图2所示，其特征在于：在金属上覆层(I)内，晶体管(BJT)的基极端连接第一线节(T1)，集电极端连接第二线节(T2)；直流电源加载到偏置线节(PT)上，偏置线节(PT)上连接了第一接地电容(SC1)，并通过电阻(R)连接到第一线节(T1)，偏置线节(PT)同时连接到第二线节(T2)，实现对晶体管(BJT)的供电；第一线节(T1)的左端连接第一电容(C1)的右端，第一电容(C1)的左端连接第三线节(T3)；第三线节(T3)连接了第一开路枝节(O1)和第二接地电容(SC2)；第三线节(T3)连接到耦合线节(CL)的左下端，耦合线节(CL)的左上端连接到第二开路枝节(O2)，第二开路枝节(O2)通过缝隙与第一短路线节(R1)耦合，第一短路线节(R1)通过第一金属化过孔(S1)接地；耦合线节(CL)的右上端连接到第三开路枝节(O3)，第三开路枝节(O3)通过缝隙与第二短路线节(R2)耦合，第二短路线节(R2)通过第二金属化过孔(S2)接地；耦合线节(CL)的右下端连接第四线节(T4)，第四线节(T4)的另一端连接第二电容(C2)，第二电容(C2)连接到第二线节(T2)；第四线节(T4)连接了第四开路枝节(O4)和输出枝节(out)，最终通过枝节(out)进行能量输出。

本发明所述微带振荡器的部分结构如图3所示，由以下构成：第三线节(T3)连接到耦合线节(CL)的左下端，耦合线节(CL)的左上端连接到第二开路枝节(O2)，第二开路枝节(O2)通过缝隙与第一短路线节(R1)耦合，第一短路线节(R1)通过第一金属化过孔(S1)接地；耦合线节(CL)的右上端连接到第三开路枝节(O3)，第三开路枝节(O3)通过缝隙与第二短路线节(R2)耦合，第二短路线节(R2)通过第二金属化过孔(S2)接地；耦合线节(CL)的右下端连接第四线节(T4)。为简化起见，称该结构为相噪控制网络。该相噪控制网络可以用于控制本发明所述微带振荡器的相位噪声。

图3中的相噪控制网络用下面的归一化耦合矩阵[M]来描述