使用微带线共振器的低相位噪声振荡器制造技术

本发明专利技术提供一种振荡器，用来产生一预定频率的目标信号，其包含一共振器，而该共振器包含一第一微带线以及一第二微带线，该第一微带线与该第二微带线的两端之间是相互平行且不相连，且两者长度皆等于该目标信号的四分之一波长。当多个不同频率的振荡信号输入该第一微带线时，具有该预定频率的振荡信号经由该第一微带线与第二微带线相互电磁耦合而得以使该共振器输出具有该预定频率的目标信号。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种振荡器，尤其涉及一种低相位噪声的振荡器。
技术介绍
虽然目前几乎所有的区域网络(LAN)都仍旧是有线结构，不过近年来无线网络的应用却日渐增加。主要应用范围在学术界(像是大学校园)、医疗界、制造业和仓储业等。而且相关的技术也一直在进步，对企业而言，要转换到无线网络也更加容易、更加便宜了。近年来，因为实际上的需要，例如布线等问题，所以小区域的通信结构一般都希望能利用无线(wireless)结构，目前无线移动通讯大受欢迎即为例证。另外为了解决办公室内甚至家庭中上网及相关布线等问题，无线区域网络(wirelessLAN，WLAN)亦日趋蓬勃发展，并被视为明日明星产业，为了让无线区域网络的技术能够被广为使用，这些技术必须要建立一种业界标准，以确保各厂商生产的设备都能具有相容性与稳定性。这些标准是由电机电子工程师协会(the institute of electrical and electronics engineers，IEEE)所制定的，最早的规格IEEE 802.11是在1997年提出，接着在1999年9月又提出了IEEE 802.11a和IEEE 802.11b。初期的规格制定了在射频频段2.4GHz上的运用，并且提供了IMbps、2Mbps和许多基础信号传输方式与服务的传输速率规格。IEEE 802.11a和IEEE 802.11b标准则分别为5.8GHz和2.4GHz频段做定义。这两组新的标准也定义了IEEE802.11a中5Mbps，11Mbps到54Mbps速率的实体层(physical/PHYlayer)，这些标准可以在工业、科学与医疗应用(industrial，scientificand medical，ISM)频段上使用，其中这些频道包括902-928MHz(可利用频宽26MHz)，2.4-2.4835GHz(可利用频宽83.5MHz)，以及5.725-5.850GHz(可利用频宽125MHz)。目前最常用的通信结构仍是沿袭早期收音机发展时使用的超外差结构(super heterodyne)，外差结构(heterodyne)或零中频结构(zero IF ordirect conversion)。其中，基频(base band)电路部分由于主要是作信号处理(如编码/解码、加密等)，一般乃是采用标准集成电路制造工艺制作。其他中频(IF)电路及射频(RF)电路部分乃是在接收及传递射频无线信号，所以需要维持高的信号/噪音比，因此无线通信电路中的组成元件，尤其是振荡器，最好能维持高Q值(Q-factor)。在电机系统里，共振元件几乎已是一个不可或缺的元件，可用来作为滤波器(filter)、振荡器(oscillator)等，所以共振器(resonator)在振荡器与滤波器中扮演重要角色，此外，共振器在应用上必须考虑很多要素，例如Q值，尺寸，制造成本，或稳定性，目前业界已知的共振器包含利用电容、电感等元件所组成的共振器，传输线式共振器(transmission line resonator)，同轴式共振器(coaxial resonator)，共振腔式共振器(cavity resonator)，电介质式共振器(dielectricresonator)，以及微带线式共振器(microstrip resonator)等等。其中，电容、电感等元件所组成的共振器由于内部电容、电感等元件的功率消耗而使明显地拥有较低的Q值，而传输线式共振器是由适当长度的传输线组成，例如使用双轴电缆(twin cable)，但是其功率消耗大且稳定性不佳，若以波导管(waveguide)取代双轴电缆，虽然可以提高共振器的稳定性，但是由于波导管的一端断路(open)而产生电波辐射，因此使功率消耗大而降低Q值，且实际制作上必须使用较大的体积。对于同轴式共振器而言，不但其体积较大且已知同轴式共振器倾向以第三谐振基频(third harmonic of the basic frequency)产生振荡，因此需要额外的滤波器来将不必要的信号滤除，因此需要较高的生产成本。对于共振腔式共振器而言，共振器是由传导物质构成一空腔(圆柱型或球型)，并在该空腔产生电磁感应振荡，所以共振腔式共振器可拥有较小的功率消耗以及较高的Q值，但是却需要较大的体积。对于电介质式共振器而言，其是利用同轴导线在一电介质表面形成，所以该电介质式共振器不但拥有较小的体积，而且其功率消耗较小以及拥有较大的Q值，但是该电介质式共振器的生产成本也相对地较高。对于微带线式共振器而言，其可以由一电路板上设置一导电区而形成，但是由于该微带线式共振器的一端为断路的结构，因此也会由于电波辐射而造成功率消耗，而使该微带线式共振器的Q值降低。由于目前以标准集成电路制作的元件为平面线路，所以仅有平面式(planar)的结构适合运用于毫米波集成电路(millimeter waveintegrated circuit，MMIC)或射频集成电路(radio frequencyintegrated circuit，RFIC)设计，例如微带线式共振器，但是已知微带线式共振器的Q值甚低而无法提供良好的信号/噪音比，而且较低的Q值也代表相位噪声(phase noise)较大而影响信号的调制(modulation)及解调(demodulation)。
技术实现思路
因此本专利技术的主要目的在于提供一种低相位噪声的振荡器，以解决上述问题。本专利技术提供了一种振荡器，用来产生一预定频率的目标信号，其包含一振荡电路，用来产生多个不同频率的振荡信号，以及一第一电磁耦合单元，其包含有一输入端，连接于该振荡电路的输出端，以及一输出端，用来输出该目标信号。该第一电磁耦合单元包含有一具有一第一预定长度的第一微带线(microstrip line)以及一具有一第二预定长度的第二微带线。该第一微带线包含有一第一端及一第二端，该第一端连接于该第一电磁耦合单元的输入端，而该目标信号的预定频率是由该第一预定长度来决定。该第二微带线包含有一第一端及一第二端，且该第一微带线及该第二微带线均为长条形。该第一微带线与第二微带线的第一端与一第二端之间相互平行且不相连，以及该第一微带线或该第二微带线的第二端连接于该第一电磁耦合单元的输出端。当该振荡电路产生该多个不同频率的振荡信号时，具有该预定频率的振荡信号经由该第一电磁耦合单元的第一微带线与第二微带线相互电磁耦合(electromagneticcoupling)而使该第一电磁耦合单元的输出端得以输出具有该预定频率的目标信号。附图说明图1为本专利技术振荡器的示意图。图2为图1所示的振荡器的电路布局图。图3为图1所示的振荡器的特性阻抗示意图。图4为图1所示的共振器的等效电路图。图5为图1所示的振荡器的相位噪声示意图。图6为图1所示的振荡器的另一实施例的示意图。具体实施例方式请参阅图1及图2，图1为本专利技术振荡器10的示意图，而图2为图1所示的振荡器10的电路布局图。振荡器10包含有一振荡电路12以及一共振器14，且振荡器10是设置于一电路板(未显示)的一平面上，且该电路板包含一金属薄膜，设置于该电路板的另一平面，用来作为一接地端。振荡电路12用来在共振器14的输入端A产生多个不同频率的振荡信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振荡器，用来产生一预定频率的目标信号，其包含：一振荡电路，用来产生多个不同频率的振荡信号；以及一第一共振器，其包含有一输入端，连接于该振荡电路的输出端，以及一输出端，用来输出该目标信号，该第一共振器包含有一电路板，其包含有一 金属薄膜所构成的接地端；一具有一第一预定长度的第一微带线，设于该电路板上并与该金属薄膜形成一第一传输线结构，该第一微带线包含有一第一端及一第二端，该第一端连接于该第一共振器的输入端，而该目标信号的预定频率由该第一预定长度来决定；以及 一具有一第二预定长度的第二微带线，设于该电路板上并与该金属薄膜形成一第二传输线结构，该第二微带线包含有一第一端及一第二端；其中该第一微带线及该二微带线均为长条形且该第一微带线与第二微带线的第一端与一第二端之间是相互平行且不相连，该第一微 带线或该第二微带线的第二端连接于该第二共振器的输出端，当该振荡电路产生该多个不同频率的振荡信号时，具有该预定频率的振荡信号经由该第一共振器的第一微带线与第二微带线相互电磁耦合而使该第一共振器的输出端得以输出具有该预定频率的目标信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张盛富，陈佳良，郭士维，
申请(专利权)人：智邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]