[其他]穩頻微波壓控振蕩器

無效

• 申請號: 85200125
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85200125U
• 公開（公告）日: 1986-02-19
• 發明（設計）人: 林福華;莊昆杰
• 申請（專利權）人: 南京工學院
• 主分類號: H03B5/18
• 分類號: H03B5/18;H03L7/00
• 代理公司: 南京工學院專利事務所
• 代理人: 顧家昌

本發明屬于基本電子電路之固態信號源。

一般微波振蕩器都是由微波管和反饋選頻匹配網絡組成的。但由于晶體管熱噪聲及其參數隨電源電壓及溫度等而變化，將導致振蕩器短期與長期穩定度很低。現有技術中的微波振蕩器均采用穩頻措施。例如西德專利DE3040793所述的用介質腔穩頻的腔穩振蕩器，其缺點是難以實現調頻；也可以采用如美國專利US4333062所述的采用溫度補償元件來提高溫度穩定性，其缺點是短期穩定度仍不高；若采用如美國專利US4243949所述的環路反饋式穩頻振蕩器，該輸出頻率由穩定度很高的晶體振蕩器作為參考源來穩頻，但電路比較復雜。

本發明的目的是提出一個電路比較簡單，又可提高短期與長期頻率穩定度，還能夠實現調頻的信號源。

本發明的技術解決方案，在于振蕩器反饋電路中采用了能實現線性調頻的調制相移器（4），能實現溫度補償的溫補相移器（3）及調節頻率用的可變延遲線（5），以完成振蕩器頻率的穩定和調制。

本發明的解決方案，可進一步用如下附圖進行說明。

圖1是本發明的方框圖。

圖2是本發明的詳細電路結構圖，也就是為本發明所設計的最佳實施方案。

平衡放大器（1）為振蕩環路提供了增益。反饋電路不僅包括了選頻帶通濾波器（2）和定向耦合器（6），還包括了調制相移器（4），溫補相移器（3）及可變延遲線（5）。該電路產生振蕩條件是放大器增益應大于反饋電路總損耗，方可滿足振幅平衡條件。另一方面，環路總相移必須等于2π的整數倍，由此相位平衡條件可求得振蕩器的穩態振蕩頻率。

主放大器為一種平衡放大器（1），該放大器由兩只晶體管（7）輔以輸出和輸入匹配電路（8）、（9），和偏置電阻（12）、（13），通過耦合電容連接到輸出和輸入三分貝正交耦合電橋（10）上組成。該電橋用鉭薄膜電阻（11）進行端接，該電路提供振蕩環路的全部增益。

主放大器采用低噪聲微波晶體管，可以降低振蕩器的相位噪聲，從而提高了瞬時穩定度。考慮到振蕩環路總時延由帶通濾波器及各相移電路貢獻的，平行耦合帶通濾波器（28）的腔數越多，時延越大，頻率穩定度越高。采用了三腔濾波器后，頻穩度提高了一個數量級。為了防止多模振蕩的產生，提高頻譜純度，帶通濾濾波器的相對帶寬應小于5％。而且增益裕量不宜太大，以2－3分貝為宜。過大的增益裕量將無法實現多模振蕩的抑制。

振蕩器的輸出幅度主要決定于放大器的動態范圍和定向耦合器（6）的耦合度。且與放大器的增益裕量（即放大器的增益除去反饋電路損耗后的凈增益）有關。定向耦合器耦合度越大，輸出功率越大，而主路增益裕量將減小。同時，負載對其頻率穩定度的影響將加劇，為使輸出盡可能大，定向耦合器主線應與放大器的輸出端直接相連。

可變延遲線（5）是由五節階梯傳輸線（29）構成，特性阻抗為50歐，利用焊接法可任意改變抽頭，使頻率獲得粗調。

調制相移器（4）是用來實現調頻的。相移受控范圍越大，調頻頻偏就越大。該相移器由正交電橋（18）、變容二極管對（15），補償電感（16）等組成，調制電壓E_M通過λ／4高阻線（17），加至變容二極管上。（變容管的陽極接地），電容（14）是用來減小射頻通過調制端向外幅射的，這種通過式平衡相移器的相移與調制電壓E_M有關。對于突變結（n＝0.5）的變容管來說，相移與調制電壓E_M的關系可表達如下：

式中：C₀是偏壓為零時變容管結電容。

φ₀是變容管勢壘電位差；

Z₀是特性阻抗，通常Z₀＝50歐；

ω是工作角頻率；

L是補償電感，該電感選擇是否合理，不僅影響相偏的大小，而且可以改善相偏的線性度，也就是對調頻的線性影響很大。設計時可在選擇變容管C₀的基礎上，利用計算機對L進行優化。平衡相移器的三分貝正交電橋與平衡放大器的電橋是一樣的。都是采用兩節耦合量為8.34分貝的電橋串接而成。電橋交叉由超聲壓焊的跳線完成。相移器的補償電感（16）由阻抗為100歐的高阻線實現。微帶變容管和微帶電容用焊接法與微帶線焊接。