专利名称：一种波导型fet振荡器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种波导型FET振荡器(即波导型场效应晶体管振荡器)，更具体说是涉及一种波导腔体稳频场效应晶体管振荡器(以下简称WFO)。
现有技术中最普通的波导型振荡器是把二极管(例如体效应二极管)安装在波导中实现波导型微波振荡，它的缺点是工作效率低，一般只有5～15%左右。而且往往需要大电流直流供电，因此结构上还要设置散热系统，以致于这种振荡器体积大，比较笨重。随着微波FET的出现，出现了把FET安装在波导中实现微波振荡的振荡器(如日本国特许厅公开的昭54-106157)及在这基础上引入介质腔稳频(如日本特许厅公开的昭54-126450)，这种振荡器结构比较复杂，调整困难，本振功率外涉，频谱纯度差，难于在微波较高频段工作。近年来，随着微带电路的发展，出现了体积小的微带型介质腔稳频FET振荡器(如日本特许厅公开的昭58-94205)，其缺点是该振荡器在高频段工作时损耗大，Q值低，频率稳定度低，甚至不能在高频段正常工作。
本发明的目的是提供一种能够克服上述振荡器中分别存在的工作效率低、频谱纯度差以及难于在高频段工作等缺点的波导型FET振荡器。
按照本发明目的，发明人公开的WFO由稳频波导腔，输出波导，FET和一体化结构的FET直流偏置鳍片及其构成的反馈网络等部件构成。栅极偏置鳍片和波导腔以及漏极偏置鳍片和输出波导系统间分别构成FET的栅负载阻抗和漏极负载阻抗;源极的短路带状线构成ZS;栅、漏偏置片相含部分构成反馈阻抗Z。WFO输出功率大小，频率高低、稳频特性以及起振的微调等功能由WFO设置的可调螺杆的调节来实现。与现有技术相比，本发明具有如下优点1.成本低;
2.结构简单，调试、调整方便;
3.波导损耗小，电性能指标高，频率稳定性好，能在微波的更高频段正常工作。
4.便于与波导型混频器或其他波导部件联接。
由于本发明与现有技术相比具有较优的性能价格比，因此可以广泛地应用在微波波段，特别是厘米波段、毫米波段作为微波讯号源或微波接收设备的本机振荡源等等，经济效益和社会效益都是明显的。
下面是本发明的一种实施例，现结合附图进一步描述本发明的构造。
附
图1是本发明的一种结构剖视图，其中图1a是正面剖视图，图1b是A-A面剖视图，图1C是B-B面剖视图。
附图2是本发明的一种波导剖面图;
附图3是放大了的本发明偏置鳍片结构图;
附图4是放大了的本发明的FET及附加片的结构图;
附图5是本发明的WFO结构的电性能等效电路图。
本发明所述的WFO的构成是这样的〔a〕稳频波导腔(1)(其谐振时等效阻抗为Zc)和WFO输出波导(2)呈叠式结构(如图1，图2所示)，它们的公共壁(3)上有一窗口(8)，分别与两个波导相通，形成它们的唯一通道;〔b〕公共壁(3)的刻槽(4)和(5)内安装直流偏置片(6)和(7)，栅极鳍片(9)和漏极鳍片(10)分别插入上述波导(1)，(2)内，而偏置片(6)和栅极鳍片(9)，偏置片(7)和漏极鳍片(10)分别构成一体化的偏置鳍片结构(如图3所示)，偏置鳍片置入刻槽(4)(5)的部分(6)(7)用聚四氟乙烯包裹，使偏置片(6)(7)与刻槽(4)(5)分别电绝缘，从而分别构成开路带状线，所述的偏置鳍片是镀银铜片材料加工的;〔c〕FET(11)结构如附图4，其中，其源极(14)上的附加片(27)是由镀银铜薄片加工成的。FET(11)安装在窗口(8)里，其栅极(12)和栅极鳍片(9)之间，其漏极(13)和漏极鳍片(10)之间，FET源极(14)和附加片(27)以及附加片(27)和公共壁(3)之间都必须有良好的电接触;〔d〕偏置片(6)的尺寸使从FET栅极(12)视入呈阻抗Zg，偏置片(7)的尺寸使从FET漏极(13)视入呈阻抗Zd，偏置片(6)和(7)相含部分(30)构成反馈阻抗Zf;〔e〕插入稳频腔(1)的栅极鳍片(9)的尺寸的选择要满足这样条件电路中漏极偏置电压在适当范围变化时，振荡频率不变，而且具有良好的稳频特性。漏极鳍片(10)插入输出波导(2)的长度以及鳍片(10)至波导短路壁(24)的距离要满足从漏极(13)看向输出波导(2)呈现阻抗Zw;〔f〕FET(11)的源极(14)、附加片(27)和窗口(8)构成源阻抗Zs，同时两个直流偏置鳍片又分别与波导腔(1)，输出波导(2)及刻槽(4)、(5)之间构成FET栅负载阻抗和漏负载阻抗;〔g〕偏置片(6)(7)上的直流馈入点(28)(29)与开路带状线的开路端的距离等于该振荡电路的振荡波长的四分之一，这样既可以防止振荡功率从供电板泄漏现象，又能保证振荡参数不受供电板结构的影响。〔h〕窗口(8)尺寸的选择要使得FET源极(14)至波导公共壁(3)距离的部分(22)(23)分别构成并联短路带状线，从源极(14)看带状线呈现阻抗Zs。〔i〕WFO设置有可调螺杆(15)至(20)，以实现WFO输出功率大小、频率高低、稳频特性以及起振的调整等等。
波导主体(如图2所示)是按波导宽边对称分两半加工的，待装好偏置鳍片和FET(11)等后，再合拼紧固的。构成波导材料是铝镀银。
上述提及的稳频波导腔(1)和WFO输出波导(2)也可以呈隔离式结构。
由Zs、Zf、Zg、Za、Zw、Zc和FET组成的等效电路如图5所示。利用计算机辅助设计就可以使上述提及的尺寸满足本发明所提出的最佳振荡特性。
附图中所标尺寸和比例以及结构是发明人用BJ-100型波导配用NE70083的FET实现10·8GH2振荡的一个实施方案。它可以应用于Ku波段直播电视接收设备的室外单元作本机振荡，其电性能为工作效率fo＝10·8GH2输出振荡功率Pout＝10dBm能量转换效率ηac→rc≥40%频率稳定度St为10-5附图的图标说明(1)是波导稳频腔体(2)是输出波导(3)是公共波导壁
(4)是公共波导壁的左刻槽(5)是公共波导壁的右刻槽(6)是栅偏置片(7)是漏偏置片(8)是公共壁窗口(9)是栅极鳍片(10)是漏极鳍片(11)是FET(场效应晶体管)(12)是FET的栅极〔G〕(13)是FET的漏极〔D〕(14)是FET的源极〔S〕(15)至(20)是调节螺杆(22)是源极带状短路线(23)是源极带状短路线(24)是输出波导短路壁(25)(26)是稳频腔体短路壁(27)是FET源极附加片(28)是FET栅极偏置片电压馈入点
(29)是FET漏极偏置片电压馈入点(30)是栅偏置片和漏偏置片相含部分
权利要求
1.一种波导腔体稳频场效应晶体管振荡器(简称WFO)，它包括稳频波导腔(1)，输出波导(2)，FET(11)和多个可调螺杆(15)至(20)，上述的稳频波导腔(1)和输出波导(2)的公共壁(3)上有一窗口(8)，本发明特征在于A、直流偏置片(6)和栅极鳍片(9)构成一体化的FET栅极偏置鳍片，直流偏置片(7)和漏极鳍片(10)构成一体化的FET漏极偏置鳍片；B、偏置片(6)和(7)分别安装在公共壁(3)的刻槽(4)和(5)内，偏置片(6)与刻槽(4)以及偏置片(7)与刻槽(5)之间分别电绝缘，构成开路带状线；C、栅极鳍片(9)和漏极鳍片(10)分别插入稳频波导腔(1)和输出波导(2)内；D、FET(11)的源极(14)上设有附加片(27)，FET(11)安装在公共壁(3)上的窗口(8)里，FET(11)的栅极(12)和栅极鳍片(9)之间、FET(11)的漏极(13)和漏极鳍片(10)之间、FET(11)源极(14)和附加片(27)以及附加片(27)和公共壁(3)之间都必须有良好的电接触。
2.根据权利要求1所述的WFO，其特征在于栅极鳍片(9)插入稳频波导腔(1)的长度要使得电路中漏极偏置电压在适当范围内变化时，振荡频率不变，而且具有良好的稳频特性。
3.根据权利要求1所述的WFO，其特征在于漏极鳍片(10)插入输出波导(2)的长度以及漏极鳍片(10)至波导短路壁(24)的距离要满足这样条件从FET(11)的漏极(13)看向输出波导(2)呈现阻抗Zw。
4.根据权利要求1所述的WFO，其特征在于偏置片(6)的长度要满足这样的条件从FET(11)的栅极(12)视入呈现阻抗Zg。
5.根据权利要求1所述的WFO，其特征在于偏置片(7)的长度要满足这样条件从FET(11)的漏极(13)视入呈现阻抗Zd。
6.根据权利要求1所述的WFO，其特征在于偏置片(6)和(7)上的直流馈入点(28)和(29)与开路带状线的开路端的距离等于该振荡电路的振荡波长的四分之一。
7.根据权利要求1所述的WFO，其特征在于窗口(8)尺寸的选择要使得FET(11)的源极(14)至波导公共壁(3)的距离部分(22)，(23)分别构成并联短路带状线，从源极(14)看带状线呈现阻抗Zs。
全文摘要
本发明公开的WFO特征在于直流偏置片和FET的栅、漏极鳍片呈一体化结构，并且构成栅极偏置鳍片和波导腔等以及漏极偏置鳍片和输出波导系统等间的FET的栅极负载阻抗和漏极负载阻抗、源极短路带状线构成Zs，栅、漏偏置片相含部分构成Zf，保证了WFO能在更高频段工作。与现有技术相比，本发明具有较佳的性能价格比，可以广泛应用在微波领域，特别是可以作为厘米波段和毫米波段的微波讯号源和微波接收机的本机振荡。
文档编号H03B5/18GK1033430SQ8710724
公开日1989年6月14日 申请日期1987年12月2日 优先权日1987年12月2日
发明者林金清, 黄光华 申请人:福州大学