一种用于降低微带振荡器相位噪声的控制网络制造技术

本发明专利技术提供一种相噪控制网络，用于降低微带振荡器的相位噪声。该相噪控制网络具有窄带带通特点，散射参数除了直流处的抑制外，共有四个传输零点，一个位于通带左侧，其余三个位于通带右侧；散射参数除了直流处的抑制外，共有两个传输零点。该相噪控制网络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。微带振荡器实施例振荡于2.03GHz频率，输出功率为6.43dBm，在100kHz频率偏移下，测得的相位噪声分别为

【技术实现步骤摘要】
一种用于降低微带振荡器相位噪声的控制网络


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及一种用于降低微带振荡器相位噪声的相噪控制网络。

技术介绍

[0002]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，如何有效地降低微波振荡器的相位噪声具有极其重要的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术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，提供了一种用于降低微带振荡器相位噪声的相噪控制网络。基于该相噪控制网络的微带振荡器，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。
[0004]本专利技术所述的相噪控制网络如图1所示，其特征在于：整个网络关于PP
’
平面对称，仅介绍下半平面连接关系，第一线节(T1)连接到耦合线节(CL)的左下端，耦合线节(CL)的左上端连接到第一开路枝节(O1)，第一开路枝节(O1)通过缝隙与第二开路枝节(O2)耦合，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)通过缝隙与第四开路枝节(O4)耦合，第四开路枝节(O4)与第二开路枝节(O2)耦合，耦合线节(CL)的右下端连接第二线节(T2)。
[0005]理论上，相噪控制网络应当实现低插损、高群时延及良好带外抑制。进一步，引入相位噪声品质因数PNFOM来衡量相噪控制网络性能。
[0006][0007]其中，L和τ
d
分别为相噪控制网络的插入损耗和群时延。当相噪控制网络应用到微带振荡器时，在振荡频率处应当获得最小的PNFOM，将有助于降低微带振荡器的相位噪声。
[0008]本专利技术所述的相噪控制网络应用到一个微带振荡器中，其特征在于：整个网络关于PP
’
平面对称，仅介绍下半平面连接关系，晶体管(BJT)的基极端连接第三线节(T3)，集电极端连接第四线节(T4)；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)连接到第三线节(T3)，偏置线节(PT)同时连接到第四线节(T4)，实现对晶体管(BJT)的供电；第三线节(T3)的左端连接第一电容(C1)的右端，第一电容(C1)的左端连接第一线节(T1)；第一线节(T1)连接了第五开路枝节(O5)和第二接地电容(SC2)；第一线节(T1)连接到耦合线节(CL)的左下端，耦合线节(CL)的左上端连接到第一开
路枝节(O1)，第一开路枝节(O1)通过缝隙与第二开路枝节(O2)耦合；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)通过缝隙与第四开路枝节(O4)耦合，第四开路枝节(O4)与第二开路枝节(O2)耦合；耦合线节(CL)的右下端连接第二线节(T2)，第二线节(T2)的另一端连接第二电容(C2)，第二电容(C2)连接到第四线节(T4)；第二线节(T2)连接了第六开路枝节(O6)和输出枝节(Out1)，最终通过输出枝节(Out1)进行能量输出。
[0009]本专利技术所述振荡器的有益效果是：低相位噪声、良好带外谐波抑制、容易加工以及低成本等优点。
附图说明
[0010]图1：相噪控制网络结构示意图；
[0011]图2：微带振荡器结构示意图；
[0012]图3：相噪控制网络结构参数标注图；
[0013]图4：相噪控制网络实施例的和仿真测试结果图；
[0014]图5：相噪控制网络实施例的仿真测试结果图；
[0015]图6：相噪控制网络实施例的群时延groupdelay仿真测试结果图；
[0016]图7：相噪控制网络实施例的PNFOM仿真测试结果图；
[0017]图8：相噪控制网络实施例的随结构参数g4变化的仿真结果图；
[0018]图9：相噪控制网络实施例的随结构参数g4变化的仿真结果图；
[0019]图10：相噪控制网络实施例的随结构参数l4变化的仿真结果图；
[0020]图11：相噪控制网络实施例的随结构参数l4变化的仿真结果图；
具体实施方式
[0021]为了体现本专利技术的创造性和新颖性，下面将结合附图和具体实施例进行阐述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0022]所有的实施例选用一款常用微带基片，相对介电常数为2.2，厚度为0.508mm。
[0023]相噪控制网络实施例的结构参数标注如图2所示，其中，l1、l2、l3、l4、l5和l6表示线长，w1、w2、w3、w4、w5和w6表示线宽，g1、g2、g3、g4、g5、g6和g7表示缝隙宽度。相噪控制网络实施例的中心频率设置为2.0GHz，选取结构参数值为：l1＝22mm，l2＝3.3mm，l3＝2.65mm，l4＝1.1mm，l5＝2.67mm，l6＝7.26mm，w1＝0.8mm，w2＝1mm，w3＝1mm，w4＝1.1mm，w5＝0.5mm，w6＝0.5mm，g1＝3.75mm，g2＝0.4mm，g3＝0.12mm，g4＝1.2mm，g5＝0.91mm，g6＝0.2mm，g7＝0.12mm。
[0024]相噪控制网络实施例的仿真与测试结果如图4
‑
6所示。实测中心频率为1.987GHz，群时延峰值在1.988GHz取得，为11.84ns，共模抑制为30.76dB，在2f0和3f0处分别为
‑
33.52dB和
‑
31.59dB。相噪控制网络实施例的散射参数除了直流处的抑制外，共有四个
传输零点，一个位于通带左侧，其余三个位于通带右侧；散射参数除了直流处的抑制外，共有两个传输零点。在1.994GHz处获得相位噪声品质因数PNFOM最小值为165.33dB。相噪控制网络实施例在振荡频率处同时实现了低插损、高群时延及良好带外抑制。
[0025]相噪控制网络实施例的频率响应与其特定的拓扑结构紧密相关。为了进一步清晰得揭示其物理规律，这里给出了一些关键结构参数对其频率响应的影响。图8给出了散射参数随结构参数g4的变化关系，其带宽随着g4的增大而减小，同时上下阻带抑制变好；图9给出了散射参数随结构参数g4的变化关系，随着g4的增大，共模抑制变好；图10给出了散射参数随结构参数l5的变化关系，随着l5的增大，散射参数位于通带右侧第二个传输零点朝着频率低的方向进行移动；图11给出散射参数随结构参数l5的变化关系，随着l5的增大，散射参数的传输零点朝着频率低的方向进行移动。
[0026]基于所述相噪控制网络的微带振荡器实施例，测试结果表明：在2V本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
表示线宽，g1、g2、g3、g4、g5、g6和g7表示缝隙宽度；中心频率设置为2.0GHz，选取结构参数值为：l1＝22mm，l2＝3.3mm，l3＝2.65mm，l4＝1.1mm，l5＝2.67mm，l6＝7.26mm，w1＝0.8mm，w2＝1mm，w3＝1mm，w4＝1.1mm，w5＝0.5mm，w6＝0.5mm，g1＝3.75mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖飞，陈杨，陈邦超，黄丹，孙园成，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：