[发明专利]小型化低相噪自振荡有源天线

权利要求书

1.一种低相噪自振荡有源天线，其特征在于，包括置于介质基板(1)顶层的直流电压源(2)、偏置扼流微带电路(3)、晶体管(4)、接地焊盘(5)、集电极匹配网络(6)、基极匹配网络(7)、电容(8)、集电极传输线(9)、基极传输线(10)、矩形微带天线(11)、滤波器(12)，置于介质基板(1)底层的金属接地板(13)；

所述直流电压源(2)与偏置扼流微带电路(3)的输入端相连，集电极匹配网络(6)和基极匹配网络(7)的输出端分别与偏置扼流微带电路(3)的2个输出端相连，偏置扼流微带电路(3)的另外2个输出端分别与2个电容(8)的一端连接，2个电容(8)的另一端分别通过集电极传输线(9)和基极传输线(10)连接到矩形微带天线(11)和滤波器(12)，矩形微带天线(11)的上侧边与滤波器(12)的输入端耦合相邻且相互平行；晶体管(4)的基极和集电极分别连接到集电极匹配网络(6)和基极匹配网络(7)的输入端，晶体管(4)的发射极与接地焊盘(5)连接，所述偏置扼流微带电路(3)包括电源焊盘(31)、第一传输线(32)、第二传输线(33)、2个电阻(34)、2条第三传输线(35)、2个扇形微带线(36)、2条高阻线(37)、2条第四传输线(38)；

直流电压源(2)的输出端连接到电源焊盘(31)，电源焊盘(31)与第一传输线(32)的一端相连，第一传输线(32)的另一端与第二传输线(33)垂直相连，第二传输线(33)的两端分别与2个电阻(34)的一端相连，2个电阻(34)的另一端分别与2条第三传输线(35)的一端相连，2条第三传输线(35)的另一端均分别连接有1个扇形微带线(36)，2个扇形微带线(36)位于2条第三传输线(35)的左侧，2个扇形微带线(36)均分别与一条高阻线(37)的一端连接，且高阻线(37)向右弯折以减小电路面积，2条高阻线(37)的另一端与2条第四传输线(38)垂直相连，2条第四传输线(38)的一端与电容(8)相连，另一端分别与集电极匹配网络(6)和基极匹配网络(7)相连。

2.根据权利要求1所述的低相噪自振荡有源天线，其特征在于，所述接地焊盘(5)上有18个金属化过孔(51)打通介质基板(1)的顶层和底层。

3.根据权利要求1所述的低相噪自振荡有源天线，其特征在于，所述集电极匹配网络(6)包括集电极串联枝节(61)、集电极并联开路枝节(62)，基极匹配网络(7)包括基极串联枝节(71)、基极并联开路枝节(72)；

所述集电极串联枝节(61)一端与晶体管(4)的集电极相连，另一端与集电极并联开路枝节(62)相连，所述基极串联枝节(71)一端与晶体管(4)的基极相连，另一端与基极并联开路枝节(72)相连，集电极并联开路枝节(62)和基极并联开路枝节(72)的另一端分别连接到2条第四传输线(38)。

4.根据权利要求1所述的低相噪自振荡有源天线，其特征在于，所述集电极传输线(9)和基极传输线(10)的长度使整个回路相位为360°的整数倍。

5.根据权利要求1所述的低相噪自振荡有源天线，其特征在于，所述集电极传输线(9)向内弯折以减少电路面积。

6.根据权利要求1所述的低相噪自振荡有源天线，其特征在于，所述矩形微带天线(11)包括馈电线(111)、矩形贴片(112)；

馈电线(111)一端连接到集电极传输线(9)，另一端通过开槽缝隙插入矩形贴片(112)的内部，开槽缝隙将矩形贴片(112)端口阻抗匹配至50ohm，其尺寸由HFSS仿真软件进行优化得到，给定目标设计频率,矩形贴片(112)的长、宽由以下公式确定：

其中f₀是给定的目标设计频率，L、W分别是矩形贴片的长、宽,h、ε_r分别是介质基板的厚度和相对介电常数，c是真空中光速。

7.根据权利要求6所述的低相噪自振荡有源天线，其特征在于，所述滤波器(12)包括第五传输线(121)、2个开环滤波器(122)、第六传输线(123)；

第五传输线(121)的一端作为输入端，且第五传输线(121)与矩形贴片(112)的上侧边耦合相邻且相互平行，第五传输线(121)的另一端连接到2个开环滤波器(122)的一端，2个开环滤波器(122)的另一端连接到第六传输线(123)的一端，第六传输线(123)的另一端与基极传输线(10)相连；

2个开环滤波器(122)结构对称，开口处相对，总长度为目标设计频率对应波长的一半。