中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器制造技术

本发明专利技术公开了一种中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器，振荡器中引入了开关切换感值可调的电感。本发明专利技术通过调节开关切换感值可调的电感的开关电压(0V或1V)，得到不同的基极电感值，进而改变谐振腔的中心谐振频率，结合变容管的频率调谐特性，可以大幅度改善毫米波振荡器的工作带宽。由于开关切换感值可调的电感的开关用来切换位于地平面的次级线圈，开关切换的同时对初级线圈的品质因数影响很小，因此本发明专利技术改善振荡器输出带宽的同时不恶化振荡器的相位噪声且不改变振荡器的功耗。本发明专利技术适合于宽工作频率、低相位噪声和低功耗的毫米波振荡器应用场合。

【技术实现步骤摘要】
中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器
本专利技术涉及宽带毫米波振荡器，特别是涉及中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器。
技术介绍
随着无线电技术的进一步发展，目前低频率段的频谱资源已非常拥挤，对于未来超高速通信应用的需求，低频段的信道容量已经很难满足要求。然而，在毫米波频段，尚有大量的频谱资源未被开发和利用，毫米波频带更宽，可用于传输更高的速率，从而获得更大的通信容量。目前国际上对于毫米波频段已经涌现出越来越多的应用，包括无线局域网、太赫兹成像、毫米波车载雷达、光谱学和遥感等。对所有这些毫米波系统来说，由于电路寄生参数的影响以及有限的无源器件的品质因数，硅基宽带低相位噪声频率源电路的设计一直是一个难点。此外，工作在毫米波频段的分频器功耗较高。常用的解决此问题的方案之一是采用Push-Push结构的毫米波振荡器。在Push-Push结构中，振荡器的谐振腔工作在输出频率的一半处，变容管的品质因数得到了大幅度的提升，进而有效的提升了振荡器的相位噪声。此外，由于Push-Push结构可以同时提取基波信号，工作在毫米波频段的第一级分频器也可以省略，可以大幅度减少频率源系统的功耗。然而，由于毫米波频段布局布线引入的寄生参数，以及谐振腔有限的品质因数值(通常由变容管决定)，振荡器输出频率调谐范围随工作频率提升大幅度下降。常用的解决办法之一是采用多个谐振腔，通过开关切换选择不同的谐振腔来拓宽振荡器工作带宽，然而，由于额外布局布线引入的寄生参数以及选择不同谐振腔的切换开关的影响，会大幅度恶化振荡器的相位噪声和功耗。因此，需要专利技术一种中心谐振频率可调、同时又不会恶化振荡器的相位噪声和功耗的宽带毫米波振荡器电路网络。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器，中心谐振频率可调、同时又不会恶化振荡器的相位噪声和功耗。技术方案：为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述的中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器，包括驱动放大器，驱动放大器的输入端连接电容CB1的一端，电容CB1的另一端分别连接电感L1的一端、电感LC1的一端和电感LC2的一端，电感LC1的另一端连接三极管Q1的集电极，电感LC2的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q1的基极连接电容C1的一端，三极管Q2的基极连接电容C2的一端，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极之间还连接有开关切换感值可调的电感，电容C1的另一端分别连接三极管Q1的发射极和电感LE1的一端，电容C2的另一端分别连接三极管Q2的发射极和电感LE2的一端，电感LE1的另一端分别连接变容管B1的一端和电感LE3的一端，变容管B1的另一端连接变容管B2的一端，变容管B2的另一端分别连接电感LE2的另一端和电感LE4的一端，电感LE3的另一端和电感LE4的另一端均通过电阻R1接地，变容管B1的另一端还输入调谐电压。进一步，所述开关切换感值可调的电感包括初级线圈和次级线圈，初级线圈的两端分别连接三极管Q1的基极和三极管Q2的基极，初级线圈的中间连接电阻RB1的一端，电阻RB1的另一端输入偏置电压，次级线圈的一端接地，次级线圈的另一端连接三极管Q3的发射极，三极管Q3的集电极接地，三极管Q3的基极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端输入开关电压。进一步，所述开关切换感值可调的电感包括初级线圈和次级线圈，初级线圈的两端分别连接三极管Q1的基极和三极管Q2的基极，初级线圈的中间连接电阻RB1的一端，电阻RB1的另一端输入偏置电压，次级线圈的一端接地，次级线圈的另一端连接场效应管的源极，场效应管的漏极接地，场效应管的栅极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端输入开关电压。进一步，所述电感LC1的感值和电感LC2的感值相等，电容C1的容值和电容C2的容值相等，电感LE1的感值和电感LE2的感值相等，电感LE3和电感LE4的感值相等，三极管Q1和三极管Q2是同样尺寸的三极管。进一步，所述宽带毫米波振荡器采用硅基双极型金属氧化物半导体集成电路工艺实现。有益效果：本专利技术公开了一种中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器，与现有技术相比，具有如下的有益效果：1)本专利技术通过调节开关切换感值可调的电感的开关电压(0V或1V)，得到不同的基极电感值，进而改变谐振腔的中心谐振频率，结合变容管的频率调谐特性，可以大幅度改善毫米波振荡器的工作带宽；2)由于开关切换感值可调的电感的开关用来切换位于地平面的次级线圈，开关切换的同时对初级线圈的品质因数影响很小，因此本专利技术改善振荡器输出带宽的同时不恶化振荡器的相位噪声且不改变振荡器的功耗；3)本专利技术适合于宽工作频率、低相位噪声和低功耗的毫米波振荡器应用场合。附图说明图1为本专利技术具体实施方式中振荡器的电路图；图2(a)为本专利技术具体实施方式中硅基工艺的金属和过孔层分布图；图2(b)为本专利技术具体实施方式中开关切换感值可调的电感的二维视图；图3为本专利技术具体实施方式中电感值LB及其品质因数随开关电压变化的仿真结果；图4为本专利技术具体实施方式中振荡器工作频率的测试结果。具体实施方式下面结合具体实施方式和附图对本专利技术的技术方案作进一步的介绍。本具体实施方式公开了一种中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器，如图1所示，包括驱动放大器，驱动放大器的输入端连接电容CB1的一端，电容CB1的另一端分别连接电感L1的一端、电感LC1的一端和电感LC2的一端，电感LC1的另一端连接三极管Q1的集电极，电感LC2的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q1的基极连接电容C1的一端，三极管Q2的基极连接电容C2的一端，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极之间还连接有开关切换感值可调的电感1，电容C1的另一端分别连接三极管Q1的发射极和电感LE1的一端，电容C2的另一端分别连接三极管Q2的发射极和电感LE2的一端，电感LE1的另一端分别连接变容管B1的一端和电感LE3的一端，变容管B1的另一端连接变容管B2的一端，变容管B2的另一端分别连接电感LE2的另一端和电感LE4的一端，电感LE3的另一端和电感LE4的另一端均通过电阻R1接地，变容管B1的另一端还输入调谐电压。开关切换感值可调的电感1的一种实施例为：包括初级线圈11和次级线圈12，初级线圈11的两端分别连接三极管Q1的基极和三极管Q2的基极，初级线圈11的中间连接电阻RB1的一端，电阻RB1的另一端输入偏置电压，次级线圈12的一端接地，次级线圈12的另一端连接三极管Q3的发射极，三极管Q3的集电极接地，三极管Q3的基极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端输入开关电压。开关切换感值可调的电感1的另一种实施例为：包括初级线圈11和次级线圈12，初级线圈11的两端分别连接三极管Q1的基极和三极管Q2的基极，初级线圈11的中间连接电阻RB1的一端，电阻RB1的另一端输入偏置电压，次级线圈12的一端接地，次级线圈12的另一端连接场效应管的源极，场效应管的漏极接地，场效应管的栅极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端输入开关电压。电感LC1的感值和电感LC2的感值相等，电容C1的容值和电容C2的容值相等，电感LE1的感值和电感LE2的感值相等，电感LE3和电感LE4的感值相等，三极管Q1和三极管Q2是同样尺寸的三极管。宽带毫米波振荡器采用硅基双极型金属氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器，其特征在于：包括驱动放大器，驱动放大器的输入端连接电容CB1的一端，电容CB1的另一端分别连接电感L1的一端、电感LC1的一端和电感LC2的一端，电感LC1的另一端连接三极管Q1的集电极，电感LC2的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q1的基极连接电容C1的一端，三极管Q2的基极连接电容C2的一端，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极之间还连接有开关切换感值可调的电感(1)，电容C1的另一端分别连接三极管Q1的发射极和电感LE1的一端，电容C2的另一端分别连接三极管Q2的发射极和电感LE2的一端，电感LE1的另一端分别连接变容管B1的一端和电感LE3的一端，变容管B1的另一端连接变容管B2的一端，变容管B2的另一端分别连接电感LE2的另一端和电感LE4的一端，电感LE3的另一端和电感LE4的另一端均通过电阻R1接地，变容管B1的另一端还输入调谐电压。

【技术特征摘要】
1.中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器，其特征在于：包括驱动放大器，驱动放大器的输入端连接电容CB1的一端，电容CB1的另一端分别连接电感L1的一端、电感LC1的一端和电感LC2的一端，电感LC1的另一端连接三极管Q1的集电极，电感LC2的另一端连接三极管Q2的集电极，三极管Q1的基极连接电容C1的一端，三极管Q2的基极连接电容C2的一端，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极之间还连接有开关切换感值可调的电感(1)，电容C1的另一端分别连接三极管Q1的发射极和电感LE1的一端，电容C2的另一端分别连接三极管Q2的发射极和电感LE2的一端，电感LE1的另一端分别连接变容管B1的一端和电感LE3的一端，变容管B1的另一端连接变容管B2的一端，变容管B2的另一端分别连接电感LE2的另一端和电感LE4的一端，电感LE3的另一端和电感LE4的另一端均通过电阻R1接地，变容管B1的另一端还输入调谐电压。2.根据权利要求1所述的中心谐振频率可调的宽带毫米波振荡器，其特征在于：所述开关切换感值可调的电感(1)包括初级线圈(11)和次级线圈(12)，初级线圈(11)的两端分别连接三极管Q1的基极和三极管Q2的基极，初级线圈(11)的中间连接电阻RB1的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继新，周培根，严蘋蘋，侯德彬，洪伟，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32