用于2.45GHz通信的基于復(fù)合左右手傳輸線的微波振蕩器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本文公開(kāi)了一種用于2.45GHz通信的基于復(fù)合左右手傳輸線的微波振蕩器，該振蕩器包括放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié),穩(wěn)幅環(huán)節(jié)可以由晶體管的非線性來(lái)完成。諧振網(wǎng)絡(luò)采用基于復(fù)合左右手傳輸線的零階諧振器（ZOR），相比于普通諧振器，該零階諧振器可實(shí)現(xiàn)小尺寸、高品質(zhì)因數(shù)和低相位噪聲。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于2.45GHz通信的基于復(fù)合左右手傳輸線的微波振蕩器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工作于2.45GHz通信的零階諧振振蕩器，具有尺寸小，高穩(wěn)定性低相位噪聲的優(yōu)勢(shì)，屬于有源微波器件領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微波振蕩器用作頻率變換和產(chǎn)生載波的信號(hào)源，是通信系統(tǒng)的核心部件。2.45GHz頻段是廣泛使用的ISM頻段，可用于高速局域網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙系統(tǒng)、無(wú)線USB等【技術(shù)領(lǐng)域】，發(fā)明用于2.45GHz頻段的微波振蕩器具有重要的意義。設(shè)計(jì)振蕩器需要高的品質(zhì)因數(shù)和低的相位噪聲，還有結(jié)構(gòu)的小型化。
[0003]當(dāng)前，有很多利用傳輸線或介質(zhì)諧振器來(lái)設(shè)計(jì)振蕩器。隨著左手材料的興起，由復(fù)合左右手傳輸線構(gòu)成的零階諧振器具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):零階諧振器的諧振頻率僅取決于諧振單元的L、C值，與諧振器的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，這樣可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的小型化；可以通過(guò)慢波效應(yīng)，提高振蕩器的品質(zhì)因數(shù)Q，而振蕩器的相位噪聲和穩(wěn)定性與品質(zhì)因數(shù)的值有關(guān)。因此采用復(fù)合左右手傳輸線作為振蕩器的零階諧振器可實(shí)現(xiàn)小尺寸，高穩(wěn)定性，低相位噪聲等特性，并且易于集成，可推廣應(yīng)用于微波電路中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種振蕩頻率為2.45GHz的新型微波振蕩器，并且采用交指型復(fù)合左右手傳輸線與傳統(tǒng)傳輸線耦合的零階諧振器作為振蕩器的諧振回路，減小了振蕩器模型尺寸，降低了相位噪聲，并提高了頻率穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種尺寸小，高穩(wěn)定低噪聲復(fù)合左右手傳輸線振蕩器包括:
零階諧振器是由交指型復(fù)合左右手傳輸線和傳統(tǒng)傳輸線耦合形成的，其結(jié)構(gòu)包括:輸入端口，復(fù)合左右手傳輸線，傳統(tǒng)傳輸線，輸出端口，介質(zhì)基板，輸入端口和輸出端口分別與傳統(tǒng)傳輸線的兩端相連，交指型復(fù)合左右手傳輸線由交指電容和短路短截線組成，短路短截線端部加工有一個(gè)接地通孔；
三極管，此三極管基極連接到第一隔直電容(C1),第一電阻(R2)和第二電阻(R3)，三極管的集電極接到第五微帶線，三極管的發(fā)射極連接到第六微帶線，第一隔直電容通過(guò)第一微帶線和第一終端電阻(Rl)接地；
由第一電容(C2)和第一偏置電阻(R4)成的第一支路，此第一支路一端接到第五微帶線，另一端電阻端接地，電容端接直流電源；
由第二微帶線，第一旁路電容(C4)，第三微帶線，第四微帶線，第二終端電阻(R6)接地構(gòu)成第二支路，第二支路一端接在三極管的集電極，第四微帶線開(kāi)路；
由第二偏置電阻(R5)和第二旁路電容(C3)構(gòu)成第三支路，此第三支路一端接地，另一端接到第六微帶線。
[0006]上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下: 1、上述方案中，所述的零階諧振振蕩器中，三極管型號(hào)為Onsemi’ s MMBR941。
[0007]2、上述方案中，所述的零階諧振振蕩器中，介質(zhì)基板的介電常數(shù)為2.65，厚度為Imm,損耗角正切值為0.0027。
[0008]3、上述方案中，所述的零階諧振振蕩器中，寬度均為2.7_的第一微帶線即傳統(tǒng)傳輸線，第二微帶線，第三微帶線，第四微帶線，他們的長(zhǎng)度分別為13.5mm、2.4mm、6.9mm、24mm,阻抗值都為50 Ω，寬度均為0.728mm的第五微帶線和第六微帶線的長(zhǎng)度均為18.8mm,采用長(zhǎng)為λ /4的高阻抗微帶線的阻抗值均為100 Ω。
[0009]4、上述方案中，所述的零階諧振振蕩器中，零階諧振器的交指型復(fù)合左右手傳輸線(2),交指長(zhǎng)度為10.2mm,寬為0.3mm,短路短截線全長(zhǎng)為17.7mm,接地通孔半徑為
0.35mm,交指間隙為0.3mm,交指對(duì)數(shù)為5，尺寸為12.4mm*5.7mm,傳統(tǒng)傳輸線3尺寸為13.5mm*2.7mm,第一微帶線與交指型復(fù)合左右手傳輸線之間的距離為0.12mm。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)效果是:本發(fā)明提供的新型小尺寸微波振蕩器，采用交指型復(fù)合左右手傳輸線與傳統(tǒng)傳輸線耦合的零階諧振器作為振蕩器的諧振回路。此振蕩器在804.7mV時(shí)，穩(wěn)定振蕩在2.45GHz，在偏離中心頻率IOkHz時(shí)的相位噪聲為-102dBc/Hz，偏離IOOkHz時(shí)的相位噪聲為-122dBc/Hz，一次諧波輸出功率達(dá)到7.87dBm。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明提供的新型微波振蕩器的電路結(jié)構(gòu)示意。
[0012]圖2為零階諧振器的結(jié)構(gòu)圖與等效電路。
[0013]圖3是本發(fā)明振蕩器的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1、2及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
一種尺寸小，高穩(wěn)定低噪聲復(fù)合左右手傳輸線振蕩器包括:
如圖1所示，零階諧振器是由交指型復(fù)合左右手傳輸線(2)和傳統(tǒng)傳輸線(3)耦合形成的，其結(jié)構(gòu)包括:輸入端口(I)，復(fù)合左右手傳輸線(2),傳統(tǒng)傳輸線(3),輸出端口(4),介質(zhì)基板(5)。輸入端口(I)和輸出端口(4)分別與傳統(tǒng)傳輸線(3)的兩端相連。交指型復(fù)合左右手傳輸線2由交指電容(12)和短路短截線(13)組成，短路短截線端部加工有一個(gè)接地通孔(14)。
[0015]三極管(11)，此三極管型號(hào)為Onsemi’s MMBR941，基極連接到第一隔直電容(C1),第一電阻(R2)和第二電阻(R3)。三極管的集電極接到第五微帶線(9)，三極管的發(fā)射極連接到第六微帶線(10)。第一隔直電容通過(guò)第一微帶線(3)和第一終端電阻(Rl)接地。
[0016]由第一電容(C2)和第一偏置電阻(R4)成的第一支路，此第一支路一端接到第五微帶線(9 )，另一端電阻端接地，電容端接直流電源。
[0017]由第二微帶線(6)，第一旁路電容(C4)，第三微帶線(7)，第四微帶線(8)，第二終端電阻(R6)接地構(gòu)成第二支路，第二支路一端接在三極管的集電極，第四微帶線(8)開(kāi)路。
[0018]由第二偏置電阻(R5)和第二旁路電容(C3)構(gòu)成第三支路，此第三支路一端接地，另一端接到第六微帶線(10)。
[0019]上述零階諧振振蕩器,介質(zhì)基板5的介電常數(shù)為2.65,厚度為Imm,損耗角正切值為 0.0027。
[0020]上述零階諧振振蕩器，寬度均為2.7mm的第一微帶線即傳統(tǒng)傳輸線3，第二微帶線
6,第三微帶線7,第四微帶線8,他們的長(zhǎng)度分別為13.5mm, 2.4mm, 6.9mm, 24mm,阻抗值都為50 Ω寬度均為0.728mm的第五微帶9線和第六微帶線10的長(zhǎng)度均為18.8mm，采用長(zhǎng)為λ/4的高阻抗微帶線的阻抗值均為100 Ω。
[0021]上述零階諧振振蕩器，隔直電容Cl為1.65pf,第一電阻R2和第二電阻R3分別為3.51(0，11(0，第一電容02為IOnp,第一偏置電阻R4和第二偏置電阻分別為10Ω，120Ω，第一旁路電容C4和第二旁路電容C3分別為10pf，40pf，第一終端電阻Rl和第二終端電阻R6均為50 Ω。
[0022]本實(shí)施例上述內(nèi)容具體解釋如下:
一種尺寸小，高穩(wěn)定低噪聲復(fù)合左右手傳輸線振蕩器，包括:零階諧振器，三極管，反饋網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。輸入端輸出端50歐姆阻抗匹配。圖3是本發(fā)明振蕩器的原理框圖，其中用輸入電壓表不的輸出電壓為:
【權(quán)利要求】
1.一種用于2.45GHz通信的基于復(fù)合左右手傳輸線的微波振蕩器,其特征在于:結(jié)構(gòu)包括輸入端口(I)，復(fù)合左右手傳輸線(2),傳統(tǒng)傳輸線(3),輸出端口(4),介質(zhì)基板(5),輸入端口(I)和輸出端口(4)分別與傳統(tǒng)傳輸線(3)的兩端相連； 零階諧振器是由交指型復(fù)合左右手傳輸線(2 )和傳統(tǒng)傳輸線(3 )耦合形成的，交指型復(fù)合左右手傳輸線(2)由交指電容(12)和短路短截線(13)組成，短路短截線端部加工有一個(gè)接地通孔(14); 三極管(11)，此三極管基極連接到第一隔直電容(C1),第一電阻(R2)和第二電阻(R3)，三極管的集電極接到第五微帶線(9)，三極管的發(fā)射極連接到第六微帶線(10)，第一隔直電容通過(guò)第一微帶線(3)和第一終端電阻(Rl)接地； 由第一電容(C2)和第一偏置電阻(R4)成的第一支路，此第一支路一端接到第五微帶線(9)，另一端電阻端接地，電容端接直流電源； 由第二微帶線(6)，第一旁路電容(C4)，第三微帶線(7)，第四微帶線(8)，第二終端電阻(R6)接地構(gòu)成第二支路，第二支路一端接在三極管的集電極，第四微帶線(8)開(kāi)路； 由第二偏置電阻(R5)和第二旁路電容(C3)構(gòu)成第三支路，此第三支路一端接地，另一端接到第六微帶線(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于2.45GHz通信的基于復(fù)合左右手傳輸線的微波振蕩器，其特征在于:所述的零階諧振振蕩器中，三極管型號(hào)為Onsemi ’ s MMBR941。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于2.45GHz通信的基于復(fù)合左右手傳輸線的微波振蕩器，其特征在于:所述的零階諧振振蕩器中，介質(zhì)基板(5)的介電常數(shù)為2.65，厚度為1mm，損耗角正切值為0.0027。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于2.45GHz通信的基于復(fù)合左右手傳輸線的微波振蕩器，其特征在于:所述的零階諧振振蕩器中，寬度均為2.7_的第一微帶線即傳統(tǒng)傳輸線(3)，第二微帶線(6)，第三微帶線(7)，第四微帶線(8)，他們的長(zhǎng)度分別為13.5mm,2.4mm、6.9mm、24mm，阻抗值都為50 Ω，寬度均為0.728mm的第五微帶線(9)和第六微帶線(10)的長(zhǎng)度均為18.8_，采用長(zhǎng)為λ/4的高阻抗微帶線的阻抗值均為100 Ω。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于2.45GHz通信的基于復(fù)合左右手傳輸線的微波振蕩器，其特征在于:所述的零階諧振振蕩器中，零階諧振器的交指型復(fù)合左右手傳輸線(2)，交指長(zhǎng)度為10.2mm,寬為0.3mm,短路短截線全長(zhǎng)為17.7mm,接地通孔半徑為0.35mm,交指間隙為0.3mm,交指對(duì)數(shù)為5，尺寸為12.4mm*5.7mm,傳統(tǒng)傳輸線3尺寸為13.5mm*2.7mm，第一微帶線(3)與交指型復(fù)合左右手傳輸線(2)之間的距離為0.12mm。
【文檔編號(hào)】H01P7/00GK103956558SQ201410173953
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】駱興芳, 張蒙, 馮智龍, 顧剛 申請(qǐng)人:江西師范大學(xué)