一种低相位噪声同轴介质振荡电路的制作方法

本发明属于微波介质振荡器领域，具体地说，是涉及一种低相位噪声同轴介质振荡电路。

背景技术：

1、在射频电路设计中，振荡器在射频微波信号产生电路的应用有着不可替代的作用和优势，随着现阶段振荡器电路朝着高频谱纯度、低相位噪声的发展，传统lc振荡器的相位噪声在很多射频微波电路系统中显得差强人意，特别是在涉及到频偏10khz~1mhz相位噪声要求很低的场景，传统lc振荡器的相位噪声已经不能满足使用要求。而同轴介质谐振器由于其较高的q值，应用于振荡器时能够得到较低的相位噪声指标，但传统的同轴介质谐振器相位噪声指标也表现一般。例如，市面上已经存在的某款商用同轴介质振荡器，其输出频率3.25ghz时在频偏100khz处的相位噪声为-135dbc/hz。

2、在专利cn111416576a中，输出频率5.75ghz时，在偏移载波100khz处相位噪声为-131dbc/hz，等效地，折算到3.25ghz信号输出时在偏移载波100khz处相位噪声为-136dbc/hz，可见其相位噪声水平一般，在相位噪声要求比较高的场景已经难以满足，而本发明所述的一种低相位噪声同轴介质振荡电路，可实现在3.25ghz信号时偏移载波100khz处相位噪声-145dbc/hz的指标。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低相位噪声同轴介质振荡电路，主要解决现有同轴介质振荡电路相位噪声较高的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种低相位噪声同轴介质振荡电路，包括第一串联谐振网络，与第一串联谐振网络相连的并联谐振网络，与并联谐振网络相连的第二串联谐振网络，与第二串联谐振网络相连的主谐振网络，以及与第二串联谐振网络和主谐振网络均相连的负阻电路。

4、进一步地，在本发明中，所述第一串联谐振网络由电容器c1、同轴介质谐振器t1和电容器c2构成；电容器c1的一端接地，电容器c1的另一端与同轴介质谐振器t1的一端直接相连，同轴介质谐振器t1的另一端和电容器c2的一端直接相连；电容器c2的另一端与并联谐振网络相连。

5、进一步地，在本发明中， 所述并联谐振网络由电容器c3和同轴介质谐振器t2直接相连构成；电容器c3、同轴介质谐振器t2的相连的一端与电容器c2的另一端相连，电容器c3和同轴介质谐振器t2的另一端分别接地；电容器c3、同轴介质谐振器t2的相连的一端还与第二串联谐振网络相连。

6、进一步地，在本发明中，所述第二串联谐振网络由电容器c4和同轴介质谐振器t3直接相连构成；电容器c4的自由端与电容器c3、同轴介质谐振器t2的相连的一端连接；同轴介质谐振器t3的另一端与主谐振网络相连。

7、进一步地，在本发明中，所述主谐振网络包括电容器c6、电容器c7、电容器c8、电容器c11、同轴介质谐振器t4、电阻器r4和电感器l2；其中，电容器c6的一端与同轴介质谐振器t3的另一端相连；电容器c6的另一端与电容器c7的一端相连，电容器c7的另一端与电容器c8、同轴介质谐振器t4的一端相连，电容器c8的另一端接地，电感器l2的一端、电容器c11的一端均与同轴介质谐振器t4的另一端相连，电阻器r4的一端与电感器l2的另一端相连，电阻器r4的另一端、电容器c11的另一端分别接地；电容器c6与电容器c7的公共端和同轴介质谐振器t4、电感器l2、电容器c11的公共端均与负阻电路相连。

8、进一步地，在本发明中，所述负阻电路包括基极与电容器c6与电容器c7的公共端相连、发射极与同轴介质谐振器t4、电感器l2、电容器c11的公共端相连的晶体管q1，串联后一端与晶体管q1的集电极相连的电感器l3、电容器c13、电阻器r6和电阻器r7，一端与晶体管q1的集电极相连且另一端接地的电容器c10，一端与电感器l3、电容器c13的公共端相连且另一端接地的电容器c12，一端与电容器c13、电阻器r6的公共端相连且另一端接地的电阻器r5，与晶体管q1的集电极相连的电感器l1，与电感器l1的另一端相连的电阻器r1，一端与电感器l1、电阻器r1的公共端相连且另一端与晶体管q1的基极相连的电阻器r2，一端与晶体管q1的基极相连且另一端接地的电阻器r3，一端与电感器l1、电阻器r1的公共端相连且另一端接地的电容器c9，以及一端与电阻器r1的另一端相连且另一端接地的电容器c5；其中，电阻器r1、电容器c5的公共端作为振荡电路直流电源vcc的接入点j1；电阻器r6、电阻器r7的公共端作为振荡电路输出端。

9、进一步地，在本发明中，同轴介质谐振器t1、同轴介质谐振器t2、同轴介质谐振器t3长度均为1/4 ，同轴介质谐振器t4长度为1/10 ；其中为振荡输出信号的波长。

10、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

11、（1）本发明的振荡电路，由于其独特的谐振电路设计，特别地，在晶体管q1发射极与电容器c7和电容器c8间加入了同轴谐振器t4，同时由电容器c1、同轴介质谐振器t1和电容器c2构成的串联谐振负载，以及电容器c4和同轴介质谐振器t3构成的串联谐振网络通过电容器c6加载于晶体管基极，这些特殊的电路结构，使其具备比传统同轴介质振荡器更低的相位噪声，其输出频率3.25ghz时在频偏100khz处的相位噪声为-145dbc/hz，在频偏1mhz处的相位噪声为-165dbc/hz。例如，在专利cn111416576a中，输出频率5.75ghz时，在偏移载波100khz处相位噪声为-131dbc/hz，等效地，折算到3.25ghz信号输出时在偏移载波100khz处相位噪声为-136dbc/hz，而本发明所述振荡电路产生3.25ghz信号在频偏100khz处的相位噪声为-145dbc/hz，比专利cn111416576a中电路输出的相位噪声好9db。

12、（2）本发明的振荡电路在比传统同轴介质振荡器具有更低相位噪声的情况下，还具有比传统同轴介质振荡器更高的输出功率及更好的输出谐波抑制。

技术特征：

1.一种低相位噪声同轴介质振荡电路，其特征在于，包括第一串联谐振网络，与第一串联谐振网络相连的并联谐振网络，与并联谐振网络相连的第二串联谐振网络，与第二串联谐振网络相连的主谐振网络，以及与第二串联谐振网络和主谐振网络均相连的负阻电路。

2. 根据权利要求1所述的一种低相位噪声同轴介质振荡电路，其特征在于， 所述第一串联谐振网络由电容器c1、同轴介质谐振器t1和电容器c2构成；电容器c1的一端接地，电容器c1的另一端与同轴介质谐振器t1的一端直接相连，同轴介质谐振器t1的另一端和电容器c2的一端直接相连；电容器c2的另一端与并联谐振网络相连。

3.根据权利要求2所述的一种低相位噪声同轴介质振荡电路，其特征在于，所述并联谐振网络由电容器c3和同轴介质谐振器t2直接相连构成；电容器c3、同轴介质谐振器t2的相连的一端与电容器c2的另一端相连，电容器c3和同轴介质谐振器t2的另一端分别接地；电容器c3、同轴介质谐振器t2的相连的一端还与第二串联谐振网络相连。

4.根据权利要求3所述的一种低相位噪声同轴介质振荡电路，其特征在于，所述第二串联谐振网络由电容器c4和同轴介质谐振器t3直接相连构成；电容器c4的自由端与电容器c3、同轴介质谐振器t2的相连的一端连接；同轴介质谐振器t3的另一端与主谐振网络相连。

5.根据权利要求4所述的一种低相位噪声同轴介质振荡电路，其特征在于，所述主谐振网络包括电容器c6、电容器c7、电容器c8、电容器c11、同轴介质谐振器t4、电阻器r4和电感器l2；其中，电容器c6的一端与同轴介质谐振器t3的另一端相连；电容器c6的另一端与电容器c7的一端相连，电容器c7的另一端与电容器c8、同轴介质谐振器t4的一端相连，电容器c8的另一端接地，电感器l2的一端、电容器c11的一端均与同轴介质谐振器t4的另一端相连，电阻器r4的一端与电感器l2的另一端相连，电阻器r4的另一端、电容器c11的另一端分别接地；电容器c6与电容器c7的公共端和同轴介质谐振器t4、电感器l2、电容器c11的公共端均与负阻电路相连。

6. 根据权利要求5所述的一种低相位噪声同轴介质振荡电路，其特征在于， 所述负阻电路包括基极与电容器c6与电容器c7的公共端相连、发射极与同轴介质谐振器t4、电感器l2、电容器c11的公共端相连的晶体管q1，串联后一端与晶体管q1的集电极相连的电感器l3、电容器c13、电阻器r6和电阻器r7，一端与晶体管q1的集电极相连且另一端接地的电容器c10，一端与电感器l3、电容器c13的公共端相连且另一端接地的电容器c12，一端与电容器c13、电阻器r6的公共端相连且另一端接地的电阻器r5，与晶体管q1的集电极相连的电感器l1，与电感器l1的另一端相连的电阻器r1，一端与电感器l1、电阻器r1的公共端相连且另一端与晶体管q1的基极相连的电阻器r2，一端与晶体管q1的基极相连且另一端接地的电阻器r3，一端与电感器l1、电阻器r1的公共端相连且另一端接地的电容器c9，以及一端与电阻器r1的另一端相连且另一端接地的电容器c5；其中，电阻器r1、电容器c5的公共端作为振荡电路直流电源vcc的接入点j1；电阻器r6、电阻器r7的公共端作为振荡电路输出端。

7.根据权利要求6所述的一种低相位噪声同轴介质振荡电路，其特征在于，同轴介质谐振器t1、同轴介质谐振器t2、同轴介质谐振器t3长度均为1/4，同轴介质谐振器t4长度为1/10；其中为振荡输出信号的波长。

技术总结本发明公开了一种低相位噪声同轴介质振荡电路，属于微波介质振荡器领域，主要解决现有同轴介质振荡电路相位噪声较高的问题。该振荡电路包括第一串联谐振网络，与第一串联谐振网络相连的并联谐振网络，与并联谐振网络相连的第二串联谐振网络，与第二串联谐振网络相连的主谐振网络，以及与第二串联谐振网络和主谐振网络均相连的负阻电路。通过上述设计，本发明具备比传统同轴介质振荡器更低的相位噪声，其输出频率3.25GHz时在频偏100kHz处的相位噪声为‑145dBc/Hz，在频偏1MHz处的相位噪声为‑165dBc/Hz，且还具有比传统同轴介质振荡器更高的输出功率及更好的输出谐波抑制。技术研发人员：赵乾坤,夏春城受保护的技术使用者：成都世源频控技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29