专利名称：一种x波段压控振荡器的制作方法
技术领域：
本发明属于电子技术领域，涉及压控振荡器，尤其是一种基于BZN介质薄膜压控 电容和U形耦合谐振器的X波段压控振荡器。
背景技术：
频率源是电子系统中的关键部件，在微波通信、雷达系统、电子对抗、制导、仪器和 仪表测量，以及生物医学工程等领域中都具有广泛的应用。在所有的无线系统中，频率源更 是必不可少的部分，对整个系统起着举足轻重的作用，因此常被称为电子系统的“心脏”。随 着雷达、电子对抗、卫星通信等技术的发展，对频率源的频谱纯度、频率稳定度、频率分辨率 和工作带宽等指标也提出了越来越高的要求。在微波频率源中，压控振荡器(VCO)是其核心组成部件，用以产生频率可控的微 波振荡信号。VCO的调谐特性和相位噪声直接决定了频率源的各项性能指标的优劣。为了 使VCO的频率可调谐，就需要在VCO电路中加入电调谐或磁调谐器件，而调谐元件的损耗所 产生的噪声是造成VCO相位噪声中的重要组成部分。目前VCO中主要采用的可调谐器件有半导体变容二极管、铁电薄膜电容、微机电 结构(MEMQ电容、机械变容管等，它们各方面性能的对比见表1。半导体变容二极管和铁电 薄膜电容与MEMS电容和机械电容相比，可调率大，电调速度高，能胜任于高达倍频程的宽 带、捷变跳频源，其应用相当广泛。尽管如此，变容管射频损耗相对较大，特别是在微波与毫 米波频段，其损耗进一步增大，引起VCO电路的相位噪声恶化。表1变容二极管、铁电薄膜电容、MEMS电容和机械电容的性能比较
权利要求
1.一种X波段压控振荡器，制作于氧化铝陶瓷基片上，包括一个半波长U型微带线耦合 谐振器、一个BZN介质薄膜压控电容(Cv)和一个砷化镓场效应晶体管；半波长U型微带线耦合谐振器由一个半波长U型微带线谐振器和分别与半波长U型微 带线谐振器两个侧边平行耦合的微带线构成；半波长U型微带线耦合谐振器中，与半波长U型微带线谐振器一个侧边平行耦合的微 带线00)的一端通过BZN介质薄膜压控电容(Cv)接地；与半波长U型微带线谐振器的另 一个侧边平行耦合的微带线(8)的一端通过第一微带连接线(9)后再通过匹配电阻(Rl) 接地，另一端依次通过第二微带连接线(7)、第一隔直电容(以)和第三微带连接线(6)后接 砷化镓场效应晶体管的源极(S)；砷化镓场效应晶体管的栅极(G)通过相位调节微带线(4)接地，砷化镓场效应晶体管 的漏极(D)依次通过第一微带高阻线(3)、第四微带连接线O)、第二隔直电容(Cl)后与输 出微带线⑴相连；BZN介质薄膜压控电容(Cv)的压控信号通过第二微带高阻线0 施加于与半波长U 型微带线谐振器一个侧边平行耦合的微带线OO)的中间点，第二微带高阻线02)上具有 由第一旁路电容(⑶)和第一扇形微带开路枝节构成的低通滤波器；砷化镓场效应晶体管的漏极(D)偏置电压通过第三微带高阻线(11)施加于第四微带 连接线(2)上，第三微带高阻线(11)上具有由第二旁路电容(C3)和第二扇形微带开路枝 节(12)构成的低通滤波器；砷化镓场效应晶体管的源极( 偏置电压通过第四微带高阻线(14)施加于第三微带 连接线(6)上，第四微带高阻线(14)上具有由第三旁路电容(C4)和第三扇形微带开路枝 节(15)构成的低通滤波器。
2.根据权利要求1所述的X波段压控振荡器，其特征在于所述氧化铝陶瓷基片的介电常数为9. 9、厚度为0. 635mm、损耗角正切值为0. 0002 ； 所述半波长U型微带线耦合谐振器中半波长U型微带线谐振器的一个侧边的宽度为 0. 62mm、长度为1. 98mm，另一个侧边的宽度为0. 4mm、长度为1.98mm，底边宽度为0. 62mm, 两个侧边相距1.48mm，与一个侧边平行耦合、耦合间距为0.2mm的微带线(8)的宽度为 0. 62mm、长度为1. 98mm，与另一个侧边平行耦合、耦合间距为0. Imm的微带线Q0)的宽度为 0. 4mm、长度为 1. 98mm ；所述砷化镓场效应晶体管的型号为CF001，管芯尺寸为400umX250um ；所述输出微带 线(1)、第一微带连接线(9)、第二微带连接线(7)、第三微带连接线(6)、第四微带连接线 (2)的宽度均为0. 62mm ；所述第一微带高阻线(3)的宽度为lOOum、长度为1. 6mm ；所述相位 调节微带线的宽度为lOOum、长度为1.3mm;所述第二微带高阻线(22)、第三微带高阻 线(11)和第四微带高阻线(14)的宽度为0. 1mm、长度为1/4波长；所述匹配电阻(Rl)的 阻值为50欧姆；所述旁路电容(C3、C4、C5)的电容值为20pf ；所述隔直电容(C1、C2)的电 容值为20pf ；所述BZN介质薄膜压控电容(Cv)的电容值变化范围为0. M 1. 2pf ；所述第 一扇形微带开路枝节(23)、第二扇形微带开路枝节(12)、第三扇形微带开路枝节(15)的扇 形角度应尽可能大，线半径为3. 4mm。
全文摘要
一种X波段压控振荡器，属于电子技术领域。本发明采用BZN介质薄膜压控电容对电路进行调谐，调谐带宽大于100MHz，采用半波长U型微带线耦合谐振器作为VCO的谐振回路，降低压控振荡器的相位噪声；调谐和偏置电路采用高低阻抗线实现扼流；采用低损耗氧化铝陶瓷基片和微带线集成工艺，具有体积小、重量轻的特点。
文档编号H03L7/099GK102055472SQ20101058146
公开日2011年5月11日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者吕洪光, 吴君, 唐润山, 王鲁豫, 邓腾彬, 陈奕湖 申请人:电子科技大学