[发明专利]有改善了相位噪声特性的微波振荡器

说明书

本发明涉及在载波近旁有改善了的相位噪声特性的微波振荡器。

在电信系统中，特别在低的和中等容量的数字无线电链路系统中，本发明具有其较好而非限定性的用途，因此在下文将参照这用途举例说明和详细描述本发明，但其使用不应被理解为局限于所说明的那部分。

在低的和中等容量无线电链路系统中，经常要求减少频谱占有，尽管这涉及使用更复杂的调制方案设计。

现已发现，低相位噪声微波振荡器主要供这种减少之用，为此最佳的解决办法是采用微波多环路频率合成器，以获得这样的振荡器。

但由于所用装置，尤其是在它们中有分频器、抽样鉴相器、相位比较器、晶体振荡器等等，所以多环合成器电路系统的复杂性是不可忽视的。

美国专利US-A-5,036,299涉及一种用于减少微波振荡器输出相位噪声的装置。按照所附的图9，所示的装置可用来减小一个可调谐的微波振荡器输出中的噪声；这种类型的装置包括一个提供矫正信号的反馈部分，该反馈部分包括一个接收所述振荡器输出的谐振器和一个通过比较所述输出和由所述谐振器发出的信号来检测所述输出中起伏的有源相位检测器。其改进之处在于包括一个用于抑制由所述谐振器发出的信号的载波的器件和一个放大该被抑制载波的射频放大器；所述器件和所述放大器位于所述谐振器与所述相位检测器之间。所提出的该装置，如图9所示，是附装在以低Q质的介质谐振器为基础的传统的可调谐微波振荡器50上的，正如在第4栏第37～38行上对同样的振荡器22所作的说明那样。包含在该装置中的由所述反馈部分获得的上述矫正信号是由第二个高Q质的介电谐振器得到的。

以上所引用的发明专利，其主要缺点是电路相当复杂。在这种情况下，参看最有代表性的图9并考虑到另外的重要因素，该电路的复杂性可能还表现在要用到两个介电谐振器。

本发明的目的是克服所述已知技术的缺点和局限性，特别是提供包括一个有源器件和一个谐振腔的微波振荡器，具有载波近旁减小了的相位噪声、结构简单和对温度、机械冲击及振动的高度稳定性。

按照本发明，这些目的是供助一个微波振荡器达到的。该微波振荡器包括：一个谐振腔；一个有源器件；一个放置在有源器件与谐振腔之间的移相器10；一个利用所述谐振腔而分别测量发射的功率和在谐振腔内反射的功率的鉴频器；以及一个比较装置，用于对反射的和发射的功率进行比较，从而控制所述移相器，以产生与被有源器件引到振荡信号中的相位改变相反的相位改变。这些同时也在所附的权利要求1中作了阐述。

该振荡器最好是属于包括介质谐振器在内的那种类型。

按照本发明，为减少振荡器在载波近旁的相位噪声起见，设置有预先被鉴频器所取出的由有源器件产生的噪声的反馈。

因此振荡器的特征与有源器件无关，并只取决于具有高Q质的介质谐振器和存在于鉴频器中的低噪声二极管，该鉴频器属于1/f类型。

附加的有利特征就是从属权利要求的客体。

现在参照附图描述本发明，该附图举例说明本发明较好的但非限定性的实施例，它显示装有介质谐振器的振荡器的一般电路，该谐振器包括有按照本发明提供的鉴频器。

在图中大略显示的介质振荡器包括由场效应晶体管，即共漏极结构的GaAs FET(砷化镓场效应晶体管)组成的有源器件1，它激励具有相对介电常数ε_r＝38的介质谐振器的空腔2，该介质谐振器通过隙缝线耦合到微带电路。

在接线端11可得到振荡器的输出并以已知的方式设有用于补偿空腔温度的装置12。

移相器10置于有源器件1和空腔2之间，空腔2为下文描述的反馈回路所控制。

按照本发明，设有一种鉴频器，即在同一空腔2上形成的频率解调器3，它包括两个定向耦合器4和5、特别是通过两个阻抗Ro接地的两个四分之一波长的10dB耦合器、一个用参考数字6表示的90°3dB功率分配器以及呈所谓的梁式引线构型的两个低噪声(1/f型)检波二极管7和8。

两个二极管7和8的其它接线端通过两个相等的电阻R接地、使得电压出现在二极管的输出端以便分别测量发射的功率和在空腔2内反射的功率。所述信号被传送到微分放大器9的输入端，在放大器9中以这样的方式把所述信号加以比较，即，就谐振腔频率来说放大器9的输出与振荡器频偏(相移)成正比，同时这输出信号控制位于有源器件1和谐振腔2之间(属于变容二极管式的移相器10)。因此能以这种方式改变有源器件的反射系数相位以便校正相位瞬变。

一般所述微分放大器具有积分器的功能，该积分器接收两个二极管7和8的反相和非反相输入和输出。