CN202374219U - 一种频谱测量装置及其具有sma接口的yig调谐振荡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种频谱测量装置及其采用SMA接口的YIG调谐振荡器，所述的YIG调谐振荡器包括一个由盖板和底座构成的封闭磁体、一个振荡电路板、一个外置电源稳压板、以及安装在所述的盖板的外表面上的一个第一穿心电容、一个第二穿心电容和一个SMA输出接口，所述的振荡电路板安装在所述的盖板的内表面上，所述的振荡电路板的输出端与所述的SMA输出接口连接，所述的振荡电路板的输出端的安装位置与所述的SMA输出接口的安装位置正对。本实用新型所述的调谐振荡器，通过适当设置SMA接口的安装位置，使信号的输出回路最短，降低了电路的损耗。

Description

一种频谱测量装置及其具有SMA接口的YIG调谐振荡器

技术领域

本发明涉及一种频谱测量装置，及其采用SMA接口的YIG调谐振荡器。

背景技术

频谱分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段，是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具，应用十分广泛。

频谱分析仪分为扫描式频谱分析仪和实时式频谱分析仪，扫描式频谱分析仪主要用于连续信号和周期信号的频谱分析，其基本原理结构图如图1所示，频谱分析仪1包括射频信号输入端11，衰减器12，混频器13，放大器14，滤波器15，检波器16，本振17，扫描发生器18和显示器19等，其基本原理是通过扫描本振17的方法，使射频输入信号与本振17产生的信号进行混频，将得到的中频信号进行放大、滤波处理后，经检波器16输出为视频信号，再经过各种运算，将最终测量结果输出在显示器19上。

可见，本振在扫描式频谱分析仪中起着重要的作用。现有技术中，多采用YIG调谐振荡器作为扫描式频谱分析仪的本振，YIG调谐振荡器简称YTO，其通常包括振荡电路、能提供封闭扫描磁场的封闭式磁体以及为振荡电路供电的电源模块，其中振荡电路2的基本原理结构图如图2所示，其包括微波晶体管25、发射极馈电电路21、集电极馈电电路23、耦合结构22、接地电容24和输出电路26，其中微波晶体管25为振荡管，当为振荡管上电后，电压的突跳和电流的波动中均含有丰富的谐波分量，耦合结构22中的YIG小球对其中的谐波分量产生共振，通过为馈电电路设置适当的直流工作点，使整个电路处于非稳定状态，从而实现振荡，输出电路26用于对振荡信号进行缓冲放大，最终实现信号的输出。其中，封闭磁体由盖板和底座形成一个封闭的腔体，振荡电路2置于腔体的内部，且安装在盖板的内表面。为了实现信号的输出，在盖板的外表面安装有连接输出端的输出接口，用于将振荡电路2的输出端连接到封闭磁体的外部。

现有技术中，多采用SMA接口用于实现信号的输出，具体方法是，将SMA接口与振荡电路的输出端连接，然后将SMA接口安装在封闭磁体的盖板的外表面上，用于信号的输出。但由于盖板上分布的器件较多，为了避开其他器件，SMA接口的安装位置会离振荡电路的输出端较远，导致输出回路过于冗长，增加了电路的损耗。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种频谱测量装置及其采用SMA接口的YIG调谐振荡器。

本实用新型提出了一种具有SMA输出接口的YIG调谐振荡器，包括一个由盖板和底座构成的封闭磁体、一个振荡电路板、一个外置电源稳压板、以及安装在所述的盖板的外表面上的一个第一穿心电容、一个第二穿心电容和一个SMA输出接口，所述的振荡电路板安装在所述的盖板的内表面上，其包括一个微波晶体管、一个发射极馈电电路、一个接地电容、一个YIG耦合单元、一个集电极馈电电路、一个输出电路，所述的外置电源稳压板安装在所述的盖板的外表面上，其电源正负输出端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，其接地端与所述的封闭磁体连接，所述的振荡电路板的正负电源输入端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，所述的振荡电路板的输出端与所述的SMA输出接口连接，所述的发射极馈电电路和YIG耦合单元依次串联连接在所述的振荡电路板的负电源输入端与所述的微波晶体管的发射极之间，所述的接地电容连接在所述的发射极馈电电路和所述的YIG耦合单元之间，所述的集电极馈电电路串联连接在所述的振荡电路板的正电源输入端与所述的微波晶体管的集电极之间，所述的输出电路串联连接在所述的微波晶体管的集电极和所述的振荡电路板的输出端之间，所述的振荡电路板的输出端的安装位置与所述的SMA输出接口的安装位置正对。

在本实用新型所述的YIG调谐振荡器，所述的第一穿心电容的安装位置的正投影和所述的第二穿心电容的安装位置的正投影落还可以在所述的振荡电路板的外面，且围绕所述的振荡电路板。

在本实用新型所述的YIG调谐振荡器，还可以具有一个具有中心透孔和位于中心透孔两侧的两个螺丝穿孔的长条形安装底座，所述的SMA输出接口的底部侧面具有突起结构，所述的安装底座套在所述的SMA输出接口的突起结构上，并由两个固定螺丝穿过所述的螺丝穿孔将所述的安装底座固定在所述的盖板的外表面上。

在本实用新型所述的YIG调谐振荡器，所述的两个固定螺丝的中心连线与所述的第一穿心电容和所述的第二穿心电容的安装位置的中心连线还可以成30-60度角。

在本实用新型所述的YIG调谐振荡器，所述的盖板的外表面上还可以具有两个适配所述的固定螺丝的安装孔，其中靠近所述的盖板边缘的安装孔的孔深度还可以为所述的盖板的厚度的1/2至2/3。

并且，本实用新型还提出了一种频谱测量装置，其具有如上所述的YIG调谐振荡器。

本实用新型所述的采用SMA接口的YIG调谐振荡器，通过适当设置SMA接口的安装位置，使信号的输出回路最短，降低了电路的损耗；并且由于器件排布合理，既方便安装，又美观。

附图说明

图1是扫描式频谱分析仪的基本原理结构图。

图2是YIG调谐振荡器的基本原理结构图。

图3是实施例中YIG调谐振荡器3的结构示意图。

图4是实施例中封闭磁体32的结构示意图

图5是实施例中封闭磁体32的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图介绍本实用新型的一较佳实施方式。

请结合参考图3和图4，本实用新型所述的YIG调谐振荡器3包括一个外置电源稳压板31、一个封闭磁体32和一个振荡电路板33，封闭磁体32由一个盖板404和一个底座405构成，在封闭磁体32的盖板404的外表面4041上安装有一个第一穿心电容34、一个第二穿心电容35和一个SMA输出接口36。

振荡电路板33安装在封闭磁体32的盖板的内表面4042上，其采用PCB工艺制成，在其PCB板上安装有一个发射极馈电电路331、一个接地电容332、一个YIG耦合单元333、一个微波晶体管334、一个集电极馈电电路335、一个输出电路336。其中YIG耦合单元333由耦合环和YIG小球a构成。

外置电源稳压板31安装在封闭磁体32的盖板404的外表面4041上，外置电源稳压板31的电源正负输出端分别与第一穿心电容34和第二穿心电容35连接，外置电源稳压板31接地端与封闭磁体32电连接。

振荡电路板33的正负电源输入端分别与第一穿心电容34和第二穿心电容35连接，振荡电路板33的输出端b与SMA输出接口36连接，发射极馈电电路331和YIG耦合单元333依次串联连接在振荡电路板33的负电源输入端与微波晶体管334的发射极之间，在发射极馈电电路331和YIG耦合单元333之间，连接有一接地的接地电容332，集电极馈电电路335串联连接在振荡电路板33的正电源输入端与微波晶体管334的集电极之间，输出电路336串联连接在微波晶体管334的集电极和振荡电路板33的输出端之间，振荡电路板33的输出端的安装位置与SMA输出接口36的安装位置正对。

封闭磁体32是一个采用磁性材料加工成的封闭式的电磁铁结构，它包括一个圆柱形的底座405和一个圆形的盖板404，底座405上安装有电磁铁装置的主线圈和微调谐磁场用的调谐线圈，底座405和盖板404通过六角螺丝拧紧在一起，形成一个封闭的电磁铁结构，用于为内部的振荡电路板33提供一个封闭的磁路。

振荡电路板33安装在封闭磁体32的盖板404的内表面4042上，振荡电路板33的正负电源输入端分别与第一穿心电容34和第二穿心电容35连接，从而实现与外部电源的电连接，振荡电路板33中的发射极馈电电路331通过YIG耦合单元333中的耦合环连接到微波晶体管334的发射极上，在发射极馈电电路331和YIG耦合单元333的之间，连接有接地电容332，用于实现射频通路的接地，在本实用新型中，接地电容332通过在PCB板敷铜腐蚀而成，通过调试铜片的面积的大小，可以改变微波晶体管334发射极的输入阻抗，使其在工作频率范围内成为负阻，从而实现振荡。集电极馈电电路335加到微波晶体管334的集电极上，输出电路336也加到微波晶体管334的集电极上，输出电路336包括宽带匹配电路和缓冲放大器，宽带匹配网络既能影响微波晶体管334的输入阻抗，使其在宽带范围内处于负阻状态，从而增加振荡带宽，还能对微波晶体管334的输出阻抗在频带内电抗值进行补偿，使其变得很小，利于其功率的输出，缓冲放大器用于使功率输出达到输出要求，振荡电路板33的输出端与SMA输出接口36连接。

由于YIG小球a必须在磁场均匀的静磁偏置下，才能有优异的微波性能，所以YIG小球a处与封闭磁体32的盖板404的内表面4042的中心位置，振荡电路则围绕在YIG小球a周围，因此振荡电路板33也安装在内表面4042的中间位置，第一穿心电容34和第二穿心电容35安装在封闭磁体32的盖板404的外表面4041的边缘，且它们安装位置的正投影c、d落在振荡电路板33的外面，SMA输出接口36安装在外表面4041上，且与振荡电路板33的输出端b正对的位置上，即SMA输出结构36的正投影与输出端b的位置重合，这种安装方式使SMA输出接口36到输出端b的路径最短，从而减小了电路的损耗。

作为另外的实施例，第一穿心电容34和第二穿心电容35也可以安装在盖板的其他位置，例如，都安装在外表面4041的中间附近的位置，或者第一穿心电容34安装在外表面4041的边缘，第二穿心电容35安装在外表面4041的中间附件的位置等，并且都不能与SMA输出接口36的安装位置重合。

请结合参照图4和图5，SMA输出接口36通过一个长条形的安装底座401固定在盖板的外表面上，安装底座401具有一个中心透孔408，在中心透孔408的两侧具有两个螺丝穿孔406、407，SMA输出接口36具有突起结构。固定SMA输出接口36时，将安装底座401的中心透孔408套在突起结构上，并且通过两个螺丝402、403穿过螺丝穿孔406、407，将安装底座401固定在外表面4041上。并且为了方便安装，在本实施例中，螺丝402和403的中心连线与第一穿心电容34和第二穿心电容35的安装位置的中心连线成一个45度角，作为另外的实施例，该角度可以在30-60度之间取值。

由于SMA输出接口36的安装底座401倾斜一个角度安装，所以安装固定底座401的固定螺丝403就会处于盖板404的边缘，此处如果钻孔过深，会使盲孔变成过孔，从而影响封闭磁体32的密闭性，所以在本实施例中，在边缘处的钻孔深度为此处盖板厚度e的2/3，作为另外的实施例，钻孔深度也可以为此处盖板厚度e的1/2至2/3。

作为另外的实施例，安装底座401也可以采用圆形或方形等其他形状的安装底座，并且也可以通过焊接等方式实现其与盖板404的固定连接。

作为另外的实施例，螺丝402和403的中心连线与第一穿心电容34和第二穿心电容35的安装位置的中心连线之间的夹角也可以取其他角度，例如，10度或90度等。

本实用新型还提出了一种频谱测量装置，其包括射频信号输入端，混频器，放大器，滤波器，检波器，本振，扫描发生器和显示器等，其基本原理是通过扫描本振的方法，使射频输入信号与本振产生的信号进行混频，将得到的中频信号进行放大、滤波处理后，经检波器输出为视频信号，再经过各种运算，将最终测量结果输出在显示器上，其中所述的本振采用如上所述的YIG调谐振荡器3，具体实现方法参照上面的描述，此处不再赘述。

以上所述的仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有SMA输出接口的YIG调谐振荡器，

包括一个由盖板和底座构成的封闭磁体、一个振荡电路板、一个外置电源稳压板、以及安装在所述的盖板的外表面上的一个第一穿心电容、一个第二穿心电容和一个SMA输出接口，

所述的振荡电路板安装在所述的盖板的内表面上，其包括一个微波晶体管、一个发射极馈电电路、一个接地电容、一个YIG耦合单元、一个集电极馈电电路、一个输出电路，

所述的外置电源稳压板安装在所述的盖板的外表面上，其电源正负输出端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，其接地端与所述的封闭磁体连接，

所述的振荡电路板的正负电源输入端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，所述的振荡电路板的输出端与所述的SMA输出接口连接，所述的发射极馈电电路和YIG耦合单元依次串联连接在所述的振荡电路板的负电源输入端与所述的微波晶体管的发射极之间，所述的接地电容连接在所述的发射极馈电电路和所述的YIG耦合单元之间，所述的集电极馈电电路串联连接在所述的振荡电路板的正电源输入端与所述的微波晶体管的集电极之间，所述的输出电路串联连接在所述的微波晶体管的集电极和所述的振荡电路板的输出端之间，其特征在于，

所述的振荡电路板的输出端的安装位置与所述的SMA输出接口的安装位置正对。

2.根据权利要求1所述的YIG调谐振荡器，其特征在于，所述的第一穿心电容的安装位置的正投影和所述的第二穿心电容的安装位置的正投影落在所述的振荡电路板的外面，且围绕所述的振荡电路板。

3.根据权利要求1或2所述的YIG调谐振荡器，其特征在于，还具有一个具有中心透孔和位于中心透孔两侧的两个螺丝穿孔的长条形安装底座，所述的SMA输出接口的底部侧面具有突起结构，所述的安装底座套在所述的SMA输出接口的突起结构上，并由两个固定螺丝穿过所述的螺丝穿孔将所述的安装底座固定在所述的盖板的外表面上。 

4.根据权利要求3所述的YIG调谐振荡器，其特征在于，所述的两个固定螺丝的中心连线与所述的第一穿心电容和所述的第二穿心电容的安装位置的中心连线成30-60度角。

5.根据权利要求4所述的YIG调谐振荡器，其特征在于，所述的盖板的外表面上具有两个适配所述的固定螺丝的安装孔，其中靠近所述的盖板边缘的安装孔的孔深度为所述的盖板的厚度的1/2至2/3。

6.一种频谱测量装置，其特征在于，具有权利要求1所述的YIG调谐振荡器，所述的YIG调谐振荡器包括一个由盖板和底座构成的封闭磁体、一个振荡电路板、一个外置电源稳压板、以及安装在所述的盖板的外表面上的一个第一穿心电容、一个第二穿心电容和一个SMA输出接口，

所述的振荡电路板安装在所述的盖板的内表面上，其包括一个微波晶体管、一个发射极馈电电路、一个接地电容、一个YIG耦合单元、一个集电极馈电电路、一个输出电路，

所述的外置电源稳压板安装在所述的盖板的外表面上，其电源正负输出端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，其接地端与所述的封闭磁体连接，

所述的振荡电路板的正负电源输入端分别与所述的第一穿心电容和第二穿心电容连接，所述的振荡电路板的输出端与所述的SMA输出接口连接，所述的发射极馈电电路和YIG耦合单元依次串联连接在所述的振荡电路板的负电源输入端与所述的微波晶体管的发射极之间，所述的接地电容连接在所述的发射极馈电电路和所述的YIG耦合单元之间，所述的集电极馈电电路串联连接在所述的振荡电路板的正电源输入端与所述的微波晶体管的集电极之间，所述的输出电路串联连接在所述的微波晶体管的集电极和所述的振荡电路板的输出端之间，所述的振荡电路板的输出端的安装位置与所述的SMA输出接口的安装位置正对。

7.根据权利要求6所述的频谱测量装置，其特征在于，所述的第一穿心电容的安装位置的正投影和所述的第二穿心电容的安装位置的正投影落在所述的振荡电路板的外面，且围绕所述的振荡电路板。 

8.根据权利要求6或7所述的频谱测量装置，其特征在于，还具有一个具有中心透孔和位于中心透孔两侧的两个螺丝穿孔的长条形安装底座，所述的SMA输出接口的底部侧面具有突起结构，所述的安装底座套在所述的SMA输出接口的突起结构上，并由两个固定螺丝穿过所述的螺丝穿孔将所述的安装底座固定在所述的盖板的外表面上。

9.根据权利要求8所述的频谱测量装置，其特征在于，所述的两个固定螺丝的中心连线与所述的第一穿心电容和所述的第二穿心电容的安装位置的中心连线成30-60度角。

10.根据权利要求9所述的频谱测量装置，其特征在于，所述的盖板的外表面上具有两个适配所述的固定螺丝的安装孔，其中靠近所述的盖板边缘的安装孔的孔深度为所述的盖板的厚度的1/2至2/3。 

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