RU2733204C1 - Генератор СВЧ, управляемый напряжением - Google Patents
Генератор СВЧ, управляемый напряжением Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733204C1 RU2733204C1 RU2019145382A RU2019145382A RU2733204C1 RU 2733204 C1 RU2733204 C1 RU 2733204C1 RU 2019145382 A RU2019145382 A RU 2019145382A RU 2019145382 A RU2019145382 A RU 2019145382A RU 2733204 C1 RU2733204 C1 RU 2733204C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- microwave generator
- dielectric resonator
- frequency
- active element
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/10—Dielectric resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
- H03B5/1864—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a dielectric resonator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/18—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
- H03B5/1864—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a dielectric resonator
- H03B5/187—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a dielectric resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device
- H03B5/1876—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a dielectric resonator the active element in the amplifier being a semiconductor device the semiconductor device being a field-effect device
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
Генератор СВЧ, управляемый напряжением (ГУН), относится к технике СВЧ, предназначен для создания источников сигнала непрерывной выходной мощности с перестройкой частоты или для работы в составе цепей фазовой подстройки частоты. Технический результат - улучшение энергетических и шумовых характеристик генератора СВЧ, повышение быстродействия перестройки частоты. Генератор СВЧ содержит активный элемент [1] с входным [2] и выходным [3] выводами, размещенный на металлическом основании [4], два отрезка [5] и [6] микрополосковых линий, диэлектрический резонатор [8], размещенный на диэлектрическом основании [9] между отрезками [5] и [6] микрополосковых линий, варикап [13], причем второй конец второго отрезка [6] микрополосковой линии образует вывод мощности [15] генератора СВЧ. Колебательная система генератора образована по принципу параллельной обратной связи через диэлектрический резонатор [8] и электромагнитно связанные с ним отрезки [5] и [6] микрополосковых линий, которые, в свою очередь, подключены к входному [2] и выходному [3] выводам активного элемента [1]. При изменении резонансной частоты диэлектрического резонатора [8] изменяется условие формирования баланса, который выполняется на иной частоте, пропорциональной изменению частоты диэлектрического резонатора [8]. 2 ил.
Description
Генератор СВЧ, управляемый напряжением (ГУН) относится к технике СВЧ и предназначен для создания источников сигнала непрерывной выходной мощности с перестройкой (подстройкой) частоты или для работы в составе цепей фазовой подстройки частоты.
Известна конструкция генератора СВЧ, управляемого напряжением, содержащая транзистор, выводы которого присоединены к отрезкам микрополосковых линий, одна из которых образует вывод мощности генератора, диэлектрический резонатор, электромагнитно связанный с одним из отрезков микрополосковых линий, дополнительный отрезок микрополосковой линии, электромагнитно связанный с диэлектрическим резонатором и одним концом присоединенный к варикапу, управляемому напряжением (Обзоры по электронной технике, Серия 1 Электроника СВЧ, вып.5 (1359): Абраменков А.И., Бродуленко И.И., Геворкян В.М., Ковтунов Д.А. Состояние и перспективы применения миниатюрных диэлектрических резонаторов в перестраиваемых полупроводниковых - М.: ЦНИИ «Электроника», 1988, 70 с., с. 33, рис. 39).
Недостатком такого генератора является невозможность варакторной перестройки частоты генератора с параллельной обратной связи.
Наиболее близкими к предлагаемому техническому решению является генератор СВЧ, управляемый напряжением, содержащий активный элемент с входным и выходным выводами, входной вывод активного элемента соединен с входов электрически управляемого фазовращателя, выход которого соединен с первым концом первого отрезка микрополосковой линии, второй конец которой соединен с первой согласованной нагрузкой, выходной вывод активного элемента соединен с первым концом второго отрезка микрополосковой линии, второй конец которой соединен с второй согласованной нагрузкой, первый и второй отрезки микрополосковых линий электромагнитно связанны между собой диэлектрическим резонатором, размещенным в пространстве между ними на диэлектрическом держателе, второй отрезок микрополосковой линии электромагнитно связан с отрезком линии, образующим выход генератора (Обзоры по электронной технике, Серия 1 Электроника СВЧ, вып.5 (1359): Абраменков А.И., Бродуленко И.И., Геворкян В.М., Ковтунов Д.А. Состояние и перспективы применения миниатюрных диэлектрических резонаторов в перестраиваемых полупроводниковых - М.: ЦНИИ «Электроника», 1988, 70 с., с. 38, рис. 47).
Недостатком такой конструкции генератора являются низкое быстродействие процесса перестройки частоты, большие габариты устройства, обусловленные магнитной системой катушки индуктивности, а также ухудшение шумовых характеристик генератора и уменьшенная добротность колебательной системы генератора, приводит к росту шумов.
Технической задачей изобретения является улучшение энергетических и шумовых характеристик генератора СВЧ.
Технический результат изобретения заключается в повышении быстродействия перестройки частоты.
Это достигается тем, что в генераторе СВЧ, управляемом напряжением, содержащем активный элемент с входным и выходным выводами, размещенный на металлическом основании, и два отрезка микрополосковых линий, второй из которых первым концом подключен к выходному выводу активного элемента, диэлектрический резонатор, размещенный на диэлектрическом основания между отрезками микрополосковых линий, снабжен варикапом в виде электрически управляемой емкости, входной вывод активного элемента соединен с первым концом первого отрезка микрополосковой линии, второй конец которого подключен к первому выводу варикапа, второй вывод варикапа подключен к металлическому основанию, а второй конец второго отрезка микрополосковой линии является вывод мощности генератора СВЧ, управляемого напряжением.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен генератор СВЧ, управляемый напряжением, а на фиг. 2 показаны частотные характеристики диапазона перестройки и сопутствующего изменения выходной мощности генератора.
Генератор СВЧ, управляемый напряжением, содержит активный элемент 1 с входным 2 и выходным 3 выводами, размещенный на металлическом основании 4, два отрезка 5 и 6 микрополосковых линий. Второй отрезок 6 первым концом 7 подключен к выходному выводу 3 активного элемента 1. Диэлектрический резонатор 8 размещен на диэлектрическом основания 9 между отрезками 5 и 6 микрополосковых линий. Входной вывод 2 активного элемента 1 соединен с первым концом 10 первого отрезка 5 микрополосковой линии, второй конец 11 первого отрезка 5 микрополосковой линии подключен к первому выводу 12 варикапа 13, второй вывод 14 которого подключен к металлическому основанию 4, а второй конец второго отрезка 6 микрополосковой линии образует вывод мощности 15 генератора СВЧ.
Генератор СВЧ, управляемый напряжением, работает следующим образом.
Колебательная система генератора образована по принципу параллельной обратной связи через диэлектрический резонатор 8 и электромагнитно связанные с ним отрезки 5 и 6 микрополосковых линий, которые, в свою очередь, подключены к входному 2 и выходному 3 выводам активного элемента 1. Колебательная система определяет рабочую частоту колебаний генератора, соответствующую выполнению условий баланса амплитуд и фаз в системе кольца обратной связи. При изменении резонансной частоты диэлектрического резонатора 8 изменяется условие формирования баланса, который выполняется на иной частоте, пропорциональной изменению частоты диэлектрического резонатора 8. Изменение резонансной частоты диэлектрического резонатора 8 в предлагаемом техническом решении достигается в результате изменения реактивной составляющей входного сопротивления части отрезка 5 микрополосковой линии, нагруженной на емкость варикапа, приведенного к референсной плоскости, включения диэлектрического резонатора 8 в отрезок 5 микрополосковой линии. Применяемый в предложенном техническом решении прием по физической природе аналогичен действию связанной колебательной системы, но в отличие от последней не требует создания дополнительного отрезка микрополосковой линии, которую чрезвычайно сложно вписать в топологию цепи параллельной обратной связи.
Перестройка частоты генерации генератора СВЧ, перестраиваемого напряжением, на основе активного элемента в виде микросхемы усилителя модели 0815 и варикапа модели КА611А-5,Б-5 (в конфигурации 026 (11) - «кроватка»), составляет больше 200 МГц в X диапазоне, что показано на фиг. 2. Пунктирные линии соответствуют обратному направлению изменения напряжения: гистерезис отсутствует. Это позволяет обеспечить подстройку частоты автогенератора (АГ) в диапазоне рабочих температур или для реализации литерного ряда частот АГ. Реально диапазон варакторной перестройки частоты ограничен допустимым уменьшением выходной мощности и добротности ДР. В представленном виде спектральная плотность фазовых шумов генератора составляет минус 70 дБн/Гц при отстройке от несущей на 10 кГц.
Приведенные данные соответствуют бестокой электрической перестройке частоты генерации (закрытым полупроводниковым переходом), что на порядок превосходит скорость перестройки частоты прототипа, перестраиваемого катушкой индуктивности.
Использование изобретения позволяет обеспечить улучшение энергетических и шумовых характеристик генератора СВЧ, при этом повысить быстродействие перестройки частоты.
Claims (1)
- Генератор СВЧ, управляемый напряжением, содержащий активный элемент с входным и выходным выводами, размещенный на металлическом основании, и два отрезка микрополосковых линий, второй из которых первым концом подключен к выходному выводу активного элемента, диэлектрический резонатор, размещенный на диэлектрическом основании между отрезками микрополосковых линий, отличающийся тем, что снабжен варикапом в виде электрически управляемой емкости, входной вывод активного элемента соединен с первым концом первого отрезка микрополосковой линии, второй конец которого подключен к первому выводу варикапа, второй вывод варикапа подключен к металлическому основанию, а второй конец второго отрезка микрополосковой линии является выводом мощности генератора СВЧ, управляемого напряжением.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019145382A RU2733204C1 (ru) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | Генератор СВЧ, управляемый напряжением |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019145382A RU2733204C1 (ru) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | Генератор СВЧ, управляемый напряжением |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2733204C1 true RU2733204C1 (ru) | 2020-09-30 |
Family
ID=72926708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019145382A RU2733204C1 (ru) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | Генератор СВЧ, управляемый напряжением |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2733204C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4609883A (en) * | 1983-08-30 | 1986-09-02 | Nec Corporation | Microwave oscillator hermetically sealed and coupled to dielectric resonator |
RU288U1 (ru) * | 1993-06-15 | 1995-03-16 | Научно-исследовательский институт "Домен" | Микрополосковый частотно-перестраиваемый генератор миллиметрового диапазона |
RU2068616C1 (ru) * | 1993-03-19 | 1996-10-27 | Государственное научно-производственное предприятие "Исток" | Малошумящий свч генератор |
US6127899A (en) * | 1999-05-29 | 2000-10-03 | The Aerospace Corporation | High frequency anharmonic oscillator for the generation of broadband deterministic noise |
RU2212090C1 (ru) * | 2001-12-26 | 2003-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью предприятие "Ортикс-Екатеринбург" | Высокостабильный импульсный свч-передатчик |
RU2327278C2 (ru) * | 2005-04-12 | 2008-06-20 | Александр Сергеевич Дмитриев | Способ генерирования широкополосных свч хаотических сигналов и генератор широкополосных свч хаотических сигналов |
-
2019
- 2019-12-31 RU RU2019145382A patent/RU2733204C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4609883A (en) * | 1983-08-30 | 1986-09-02 | Nec Corporation | Microwave oscillator hermetically sealed and coupled to dielectric resonator |
RU2068616C1 (ru) * | 1993-03-19 | 1996-10-27 | Государственное научно-производственное предприятие "Исток" | Малошумящий свч генератор |
RU288U1 (ru) * | 1993-06-15 | 1995-03-16 | Научно-исследовательский институт "Домен" | Микрополосковый частотно-перестраиваемый генератор миллиметрового диапазона |
US6127899A (en) * | 1999-05-29 | 2000-10-03 | The Aerospace Corporation | High frequency anharmonic oscillator for the generation of broadband deterministic noise |
RU2212090C1 (ru) * | 2001-12-26 | 2003-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью предприятие "Ортикс-Екатеринбург" | Высокостабильный импульсный свч-передатчик |
RU2327278C2 (ru) * | 2005-04-12 | 2008-06-20 | Александр Сергеевич Дмитриев | Способ генерирования широкополосных свч хаотических сигналов и генератор широкополосных свч хаотических сигналов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6121850A (en) | Digitally adjustable inductive element adaptable to frequency tune an LC oscillator | |
US20110298549A1 (en) | Method and apparatus for tuning frequency of LC-oscillators based on phase-tuning technique | |
US6326854B1 (en) | Coaxial resonator and oscillation circuits featuring coaxial resonators | |
KR101095881B1 (ko) | 가변 용량 기능의 온 오프 스위치를 가지는 가변 용량회로, 및 이 가변 용량 회로를 사용한 전압 제어 발진기 | |
Chu et al. | An 80 GHz Wide Tuning Range Push-Push VCO With ${\rm g} _ {\rm m} $-Boosted Full-Wave Rectification Technique in 90 nm CMOS | |
US10164570B2 (en) | Coupling structure for inductive device | |
US20030080817A1 (en) | PLL frequency synthesizer using charge pump | |
RU2733204C1 (ru) | Генератор СВЧ, управляемый напряжением | |
KR20080112813A (ko) | 능동 인덕터를 이용한 전압제어 발진기 | |
US7667550B2 (en) | Differential oscillator device with pulsed power supply, and related driving method | |
US6650194B1 (en) | Phase shift control for voltage controlled oscillator | |
Poddar et al. | Slow wave resonator based tunable oscillators | |
US6967540B2 (en) | Synthesizers incorporating parascan TM varactors | |
JP2011082711A (ja) | 電圧制御発振器 | |
RU186861U1 (ru) | Малошумящий генератор, управляемый напряжением с двойным перекрытием по частоте | |
Rohde et al. | Miniaturized VCOs arm configurable synthesizers | |
Heydari | Millimeter-wave frequency generation and synthesis in Silicon | |
US7372343B2 (en) | Oscillator circuit | |
US20080211590A1 (en) | Method and system for a varactor-tuned voltage-controlled ring oscillator with frequency and amplitude calibration | |
Rahman et al. | Design of 2.4 GHz CMOS LC Tank Voltage Controlled Oscillator (VCO) for PLL using 0.18 µm CMOS Technology | |
US20040233005A1 (en) | Voltage controlled oscillators incorporating parascan R varactors | |
Jang et al. | Transformer Design for Transformer-Coupled Multi-phase Voltage-controlled Oscillators (VCOs) | |
US3516015A (en) | Tunable cavity negative resistance microwave amplifiers and oscillators | |
Chek et al. | Multiple output LC tank varactor VCO with ultra-low power consumption and low-phase noise | |
Ray | Lecture Notes on Plasma Physics and Analog Electronics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210125 Effective date: 20210125 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20220225 |