專(zhuān)利名稱(chēng)：一種x波段壓控振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及壓控振蕩器，尤其是一種基于BZN介質(zhì)薄膜 壓控電容和U形耦合諧振器的X波段壓控振蕩器。
背景技術(shù)：
頻率源是電子系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，在微波通信、雷達(dá)系統(tǒng)、電子對(duì)抗、制導(dǎo)、儀器和 儀表測(cè)量，以及生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域中都具有廣泛的應(yīng)用。在所有的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中，頻率源更 是必不可少的部分，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著舉足輕重的作用，因此常被稱(chēng)為電子系統(tǒng)的“心臟”。隨 著雷達(dá)、電子對(duì)抗、衛(wèi)星通信等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)頻率源的頻譜純度、頻率穩(wěn)定度、頻率分辨率 和工作帶寬等指標(biāo)也提出了越來(lái)越高的要求。在微波頻率源中，壓控振蕩器(VCO)是其核心組成部件，用以產(chǎn)生頻率可控的微 波振蕩信號(hào)。VCO的調(diào)諧特性和相位噪聲直接決定了頻率源的各項(xiàng)性能指標(biāo)的優(yōu)劣。為了 使VCO的頻率可調(diào)諧，就需要在VCO電路中加入電調(diào)諧或磁調(diào)諧器件，而調(diào)諧元件的損耗所 產(chǎn)生的噪聲是造成VCO相位噪聲中的重要組成部分。目前VCO中主要采用的可調(diào)諧器件有半導(dǎo)體變?nèi)荻O管、鐵電薄膜電容、微機(jī)電 結(jié)構(gòu)(MEMQ電容、機(jī)械變?nèi)莨艿龋鼈兏鞣矫嫘阅艿膶?duì)比見(jiàn)表1。半導(dǎo)體變?nèi)荻O管和鐵電 薄膜電容與MEMS電容和機(jī)械電容相比，可調(diào)率大，電調(diào)速度高，能勝任于高達(dá)倍頻程的寬 帶、捷變跳頻源，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛。盡管如此，變?nèi)莨苌漕l損耗相對(duì)較大，特別是在微波與毫 米波頻段，其損耗進(jìn)一步增大，引起VCO電路的相位噪聲惡化。表1變?nèi)荻O管、鐵電薄膜電容、MEMS電容和機(jī)械電容的性能比較
權(quán)利要求1.一種X波段壓控振蕩器，制作于氧化鋁陶瓷基片上，包括一個(gè)半波長(zhǎng)U型微帶線(xiàn)耦合 諧振器、一個(gè)BZN介質(zhì)薄膜壓控電容(Cv)和一個(gè)砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管；半波長(zhǎng)U型微帶線(xiàn)耦合諧振器由一個(gè)半波長(zhǎng)U型微帶線(xiàn)諧振器和分別與半波長(zhǎng)U型微 帶線(xiàn)諧振器兩個(gè)側(cè)邊平行耦合的微帶線(xiàn)構(gòu)成；半波長(zhǎng)U型微帶線(xiàn)耦合諧振器中，與半波長(zhǎng)U型微帶線(xiàn)諧振器一個(gè)側(cè)邊平行耦合的微 帶線(xiàn)00)的一端通過(guò)BZN介質(zhì)薄膜壓控電容(Cv)接地；與半波長(zhǎng)U型微帶線(xiàn)諧振器的另 一個(gè)側(cè)邊平行耦合的微帶線(xiàn)(8)的一端通過(guò)第一微帶連接線(xiàn)(9)后再通過(guò)匹配電阻(Rl) 接地，另一端依次通過(guò)第二微帶連接線(xiàn)(7)、第一隔直電容(以)和第三微帶連接線(xiàn)(6)后接 砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極(S)；砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極(G)通過(guò)相位調(diào)節(jié)微帶線(xiàn)(4)接地，砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管 的漏極(D)依次通過(guò)第一微帶高阻線(xiàn)(3)、第四微帶連接線(xiàn)O)、第二隔直電容(Cl)后與輸 出微帶線(xiàn)⑴相連；BZN介質(zhì)薄膜壓控電容(Cv)的壓控信號(hào)通過(guò)第二微帶高阻線(xiàn)0 施加于與半波長(zhǎng)U 型微帶線(xiàn)諧振器一個(gè)側(cè)邊平行耦合的微帶線(xiàn)OO)的中間點(diǎn)，第二微帶高阻線(xiàn)02)上具有 由第一旁路電容(⑶)和第一扇形微帶開(kāi)路枝節(jié)構(gòu)成的低通濾波器；砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極(D)偏置電壓通過(guò)第三微帶高阻線(xiàn)(11)施加于第四微帶 連接線(xiàn)(2)上，第三微帶高阻線(xiàn)(11)上具有由第二旁路電容(C3)和第二扇形微帶開(kāi)路枝 節(jié)(12)構(gòu)成的低通濾波器；砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極( 偏置電壓通過(guò)第四微帶高阻線(xiàn)(14)施加于第三微帶 連接線(xiàn)(6)上，第四微帶高阻線(xiàn)(14)上具有由第三旁路電容(C4)和第三扇形微帶開(kāi)路枝 節(jié)(15)構(gòu)成的低通濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段壓控振蕩器，其特征在于所述氧化鋁陶瓷基片的介電常數(shù)為9. 9、厚度為0. 635mm、損耗角正切值為0. 0002 ； 所述半波長(zhǎng)U型微帶線(xiàn)耦合諧振器中半波長(zhǎng)U型微帶線(xiàn)諧振器的一個(gè)側(cè)邊的寬度為 0. 62mm、長(zhǎng)度為1. 98mm，另一個(gè)側(cè)邊的寬度為0. 4mm、長(zhǎng)度為1.98mm，底邊寬度為0. 62mm, 兩個(gè)側(cè)邊相距1.48mm，與一個(gè)側(cè)邊平行耦合、耦合間距為0.2mm的微帶線(xiàn)(8)的寬度為 0. 62mm、長(zhǎng)度為1. 98mm，與另一個(gè)側(cè)邊平行耦合、耦合間距為0. Imm的微帶線(xiàn)Q0)的寬度為 0. 4mm、長(zhǎng)度為 1. 98mm ；所述砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的型號(hào)為CF001，管芯尺寸為400umX250um ；所述輸出微帶 線(xiàn)(1)、第一微帶連接線(xiàn)(9)、第二微帶連接線(xiàn)(7)、第三微帶連接線(xiàn)(6)、第四微帶連接線(xiàn) (2)的寬度均為0. 62mm ；所述第一微帶高阻線(xiàn)(3)的寬度為lOOum、長(zhǎng)度為1. 6mm ；所述相位 調(diào)節(jié)微帶線(xiàn)的寬度為lOOum、長(zhǎng)度為1.3mm;所述第二微帶高阻線(xiàn)(22)、第三微帶高阻 線(xiàn)(11)和第四微帶高阻線(xiàn)(14)的寬度為0. 1mm、長(zhǎng)度為1/4波長(zhǎng)；所述匹配電阻(Rl)的 阻值為50歐姆；所述旁路電容(C3、C4、C5)的電容值為20pf ；所述隔直電容(C1、C2)的電 容值為20pf ；所述BZN介質(zhì)薄膜壓控電容(Cv)的電容值變化范圍為0. M 1. 2pf ；所述第 一扇形微帶開(kāi)路枝節(jié)(23)、第二扇形微帶開(kāi)路枝節(jié)(12)、第三扇形微帶開(kāi)路枝節(jié)(15)的扇 形角度應(yīng)盡可能大，線(xiàn)半徑為3. 4mm。
專(zhuān)利摘要一種X波段壓控振蕩器，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型采用BZN介質(zhì)薄膜壓控電容對(duì)電路進(jìn)行調(diào)諧，調(diào)諧帶寬大于100MHz，采用半波長(zhǎng)U型微帶線(xiàn)耦合諧振器作為VCO的諧振回路，降低壓控振蕩器的相位噪聲；調(diào)諧和偏置電路采用高低阻抗線(xiàn)實(shí)現(xiàn)扼流；采用低損耗氧化鋁陶瓷基片和微帶線(xiàn)集成工藝，具有體積小、重量輕的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03L7/099GK201869188SQ20102065094
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者呂洪光, 吳君, 唐潤(rùn)山, 王魯豫, 鄧騰彬, 陳奕湖 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)