用于介质谐振器振荡器的频移补偿的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及介质谐振器振荡器。更特别地，本发明涉及用于介质谐振器振荡器的频移补偿的系统和方法。
【背景技术】
[0002]振荡器是微波收发器中的核心器件。此外，信号源或本地源的相位噪声和高稳定性在整个微波系统中，特别是在低成本介质谐振器振荡器(DR0)中起决定性作用。
[0003]在DR0中，操作频率的许可范围遍及整个温度范围是关键的。操作频率的许可范围可以被理解为信号带宽(MHz)加上温度漂移(MHz)。因此，如果减小温度漂移，则可能相应地减小操作频率的许可范围。
[0004]用来减小温度漂移的一些已知的系统和方法包括应用热敏电阻器并针对温度和频率补偿改变偏压电路中的电压。然而，这些系统和方法在只提供小的补偿范围的同时引入附加的器件(热敏电阻器)、引入意外的噪声、增加印刷电路板(PCB)的面积以及增加器件的成本。
[0005]用来减小温度漂移的其它已知的系统和方法包括例如使用低温度系数、高稳定性和高性能DR来减小介质谐振器(DR)的温度系数以达到小的漂移。然而，这些系统和方法要求较高质量的材料，这增加了器件的成本。此外，这些系统和方法仅可以使频率稳定，但不能补偿频率漂移。
[0006]鉴于上述情况，存在对用来减小DR0中的温度漂移的改进的系统和方法的持续的、正在进行中的需要。
【附图说明】
[0007]图1是根据所公开的实施例的微波模块的侧视图；
图2是振荡频率漂移的曲线图；
图3是根据所公开的实施例的介质振荡器的温度系数的曲线图；以及图4是根据所公开的实施例的微波模块的频率漂移和温度系数的曲线图。
【具体实施方式】
[0008]虽然本发明容许有许多不同形式的实施例，但在理解本公开内容将被考虑为本发明的原理的范例的情况下，在附图中示出且将在本文中详细描述其特定的实施例。不意在将本发明限制到特定的图示的实施例。
[0009]本文中公开的实施例包括用于DR0的频移补偿的改进的系统和方法以及用来减小DR0中的温度漂移的系统和方法。例如，本文中公开的一些系统和方法当DR0在整个温度范围中操作时可以改进频率稳定性。
[0010]在一些实施例中，本文中公开的系统和方法可以满足在EN 300440中阐述的要求以及针对例如在法国和英国的操作频率的许可范围的ERC推荐要求。例如，本文中公开的一些系统和方法可以满足从-20°C到55°C最大20MHz的操作频率的许可范围的要求。因此，如果带宽为大约8MHz，则本文中公开的系统和方法可以在极端条件下将频率漂移控制到小于约10MHz。
[0011 ] 在一些实施例中，可以在不增加已知DR0的成本，但同时当DR0在全部温度范围中操作时显著改进频率稳定性的情况下实现本文中公开的系统和方法。例如，一些实施例可以包括微波振荡器系统和具有用来使振荡器系统偏移的温度漂移特性的DR，由此减小微波模块的温度漂移。
[0012]图1是根据所公开的实施例的微波模块100的侧视图。如在图1中看到的，模块100可以包括沉积在PCB上的振荡器电路110和电耦合到振荡器电路110的DR 120。DR120可以被收容在由屏蔽罩130限定的区域R中，所述屏蔽罩130可以包括插入其中的调谐螺钉140。
[0013]当模块100所位于的环境的温度改变时，振荡器电路110的振荡频率可以随着温度而漂移。因此，下列因素可以影响电路110的频率漂移:(1)微波器件(例如FET)的温度特性，(2) PCB材料温度特性，以及(3)环境中的温度改变。例如当环境的温度改变时，PCB的介电常数可以改变，从而导致振荡器电路110的输入和输出阻抗以及振荡频率中的改变。此外，当环境的温度改变时，屏蔽罩130可以扩张和收缩，且这些特性可以改变在区域R内的调谐螺钉140和DR 120之间的距离，由此导致频率漂移。
[0014]图2是振荡频率漂移的曲线图200。如在图2中看到的，影响电路110的频率漂移的上面标识的因素可以使电路110的振荡频率从大约_20°C到大约70°C漂移大约30MHz。也如在图2中看到的，振荡器电路110可以具有包括负温度系数的温度特性。
[0015]图3是根据所公开的实施例的DR 120的温度系数的曲线图300。因为振荡器电路110具有负温度系数，所以在一些实施例中，在本文中公开的系统和方法中采用的DR 120可以被选择为具有高和/或正温度系数。因此，根据所公开的实施例的DR 120可以补偿由电路110的负温度特性引起的频率漂移。
[0016]类似地，在振荡器电路110具有正温度系数的实施例中，在本文中公开的系统和方法中可以采用具有负温度系数的DR 120来补偿频率漂移。因此，在本文中公开的系统和方法中，可以基于系统(其中，将使用DR 120)的温度特性来选择和采用DR 120。
[0017]在一些实施例中，DR 120的温度系数可以被计算为AF/R)*1/AT。在本文中公开的实施例中，可以选择DR的正温度系数，且AF可以补偿由电路110引入的频率漂移。
[0018]图4是根据所公开的实施例的微波模块100的频率漂移和温度系数的曲线图400。如在图4中看到的，曲线410可以表示振荡器电路110的温度系数，曲线420可以表示DR120的温度系数，以及曲线430可以表示微波模块100的温度系数，电路110和DR 120是所述微波模块100的部分。因此，如看到的，本文中公开的系统和方法可以达到频率稳定性。
[0019]根据上文，用于微波振荡器电路中的频移补偿的系统和方法可以在低成本下达到且没有将热敏电阻器和/或高性能DR添加到电路。例如，当假定在振荡器系统中(包括在机械结构中)的负温度系数时，在DR中的高和/或正温度系数可以作为补偿被施加。在根据本文中公开的实施例的补偿之后，频率漂移可以小于约10MHz，其与已知的系统和方法相比是大于95%的改进。
[0020]实际上，在本文中公开的一些实施例中，振荡器系统(包括振荡器电路、FET、PCB和/或由电路的机械结构引入的频率漂移)都可以由DR补偿。例如，在一些实施例中，振荡器电路、FET、PCB和机械结构中的至少一个的温度系数可以基本上同时被补偿。
[0021]虽然上文已经详细描述了几个实施例，但其它修改是可能的。例如，上面描述的逻辑流程不要求所描述的特别次序或顺序次序来达到期望结果。可以提供其它步骤，或可以从所描述的流程消除步骤，且可以将其它部件添加到所描述的系统或从所描述的系统移除其它部件。其它实施例可以在本发明的范围内。
[0022]从前文中将观察到的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下实现许多变化和修改。将理解的是，不意在或不应推断相对于本文中描述的特定系统或方法的限制。当然意图的是，覆盖如落在本发明的精神和范围内的所有这样的修改。
【主权项】
1.一种系统，包括：振荡器电路；以及介质谐振器，电耦合到振荡器电路，其中，所述振荡器电路具有第一温度系数，以及其中，所述介质谐振器具有第二温度系数以补偿由振荡器电路的第一温度系数引起的频率漂移。2.权利要求1所述的系统，还包括：印刷电路板，其中，所述振荡器电路被存放在所述印刷电路板上。3.权利要求1所述的系统，还包括：屏蔽罩，其中，所述介质谐振器被收容在由屏蔽罩限定的区域中。4.权利要求3所述的系统，还包括：调谐螺钉，插入在所述屏蔽罩中。5.权利要求1所述的系统，其中，振荡器电路的振荡频率从大约-20°C到大约70°C漂移大约30MHz。6.权利要求1所述的系统，其中，第一温度系数是负温度系数，且其中，第二温度系数是正温度系数。7.权利要求1所述的系统，其中，第一温度系数是正温度系数，且其中，第二温度系数是负温度系数。8.权利要求1所述的系统，其中，振荡器电路的振荡频率根据温度改变而漂移。9.权利要求1所述的系统，其中，第二温度系数由Λ F/F0*1/Λ T计算，其中Λ F是频率改变，Η)是起始频率，以及Λ Τ是温度改变。10.权利要求1所述的系统，还包括：微波模块，收容振荡器电路和介质谐振器，其中微波模块达到频率稳定性。
【专利摘要】提供了一种用于介质谐振器振荡器的频移补偿的系统和方法以及用来减小介质谐振器振荡器中的频率漂移的系统和方法。一些系统可以包括振荡器电路和电耦合到振荡器电路的介质谐振器。振荡器电路可以具有第一温度系数，且介质谐振器可以具有第二温度系数以补偿由振荡器电路的第一温度系数引起的频率漂移。
【IPC分类】H03B5/04
【公开号】CN105375881
【申请号】CN201510485037
【发明人】马福
【申请人】霍尼韦尔国际公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年8月10日
【公告号】CA2899463A1, EP2985909A1, US20160043695