基于CST与ADS的介质谐振振荡器的设计

分析了介质谐振振荡器的起振和稳频的原理,研究了一种低相位噪声的介质谐振振荡器的设计方法。以X波段为例,利用CST Microwave Studio 2010软件仿真了微带线与介质谐振器耦合的模型,将仿真得到的结果导入S2P文件中。再利用Agilent ADS 2011软件仿真介质谐振振荡器的完整电路,采用S参数仿真和谐波仿真分析等方法设计介质谐振振荡器,结合理论分析,调整和修改实验电路的参数值,使模型达到最好的优化结果。最后通过测试验证仿真结果。采用NEC公司的2SC5508芯片作为放大器,得出微波振荡器的输出频率为10.6 GHz,输出功率为5.19 dBm和较低的相位噪声,其在偏离中心频率10 kHz处小于-121 dBc/Hz。     

一种X 波段串联反馈介质振荡器的设计

在毫米波通信系统中,振荡器是最基本的微波频率源。本文介绍了一种串联反馈型介质振荡器的设计方法, 基于负阻理论和谐波平衡法,利用HFSS 和ADS 设计了10.5Ghz 的低相位噪声串联反馈型介质振荡器。HFSS 用来精 确仿真介质谐振器与微带线的耦合;ADS 用来对振荡器非线性仿真,优化相位噪声和输出功率。在设计过程中,采 用低噪声PHEMT 晶体管ATF-34143 作为振荡器的有源器件,高Q 值、高介电常数的介质谐振器作为稳频元件,确 定振荡器的谐振频率。     

K波段推-推介质振荡器设计

为了满足现代通信系统对于高频率与高稳定性信号源的需求,提出一种K波段介质振荡器。该振荡器通过推-推结构将两路子振荡器合二为一,使其能够在一个电路中同时实现振荡器和倍频器。在介质谐振器的两条耦合微带线上增加变容二极管模块,通过改变变容二极管的偏置电压调整谐振器中传输信号的相位。变容二极管模块的加入能够有效降低有源器件不一致性对电路的影响,减少两个子振荡器在基频处对输出信号的干扰,同时让振荡器获得200 MHz左右的输出信号频率可调范围。测试结果表明:在输出频率为20.96 GHz时,输出功率约为-4.59 dBm,在10 kHz时达到-66.50 dBc/Hz的相位噪声,在100 kHz时达到-94.31 dBc/Hz的相位噪声,基波抑制度达到-25.42 dBc。     

双频输出介质振荡器设计

利用负阻振荡的工作原理,使用ADS和HFSS仿真软件对K波段介质振荡器进行了仿真设计,加工并进行了测试,同时设计了一个双工器,使基波和谐波分别从两个端口输出。通过实测结果可以看出,双工器很好地起到了隔离作用。介绍了介质振荡器设计的重点,阐述了双工器的工作原理,分析了介质谐振器和微带线耦合的等效电路,最后给出了介质振荡器(DRO)的实测结果:在基波输出端口,输出功率为6.75 dBm,二次谐波抑制度为23 dBc,相位噪声为-96.28 dBc/Hz@100 kHz;在谐波输出端口,输出功率为1.86 dBm,基波抑制度为23 dBc,相位噪声为-87.65 dBc/Hz@100 kHz,达到很好的分离作用,达到预期效果。     

一种低相位噪声的毫米波压控振荡器

基于推推振荡器结构设计了一种低相位噪声的毫米波压控振荡器,相比传统采用直接振荡和倍频实现的振荡器,该振荡器具有体积小、相位噪声低及电路简单等优点.振荡器中的谐振电路采用多级串联谐振,电感采用微带线的形式,提高了谐振器的品质因数,进而降低了振荡器的相位噪声,且在谐振电路通过微带耦合方式实现了基频输出.基于GaAs异质结双极晶体管(HBT)工艺对振荡器进行了设计和流片,芯片尺寸为1.8 mm×1.4 mm.在5V工作电压和0～13 V调谐电压条件下,振荡器的输出频率为42.1～46.2 GHz,电流为120 mA,输出功率为1 dBm,1/2次谐波抑制大于15 dB,相位噪声为-60 dBc/Hz@10 kHz、-85 dBc/Hz@100 kHz和-105 dBc/Hz@1 MHz.     

传输型耦合介质振荡器的计算机辅助设计

介绍了一种HEMT管介质振荡器的计算机辅助设计方法。电路采用传输型耦合的介质谐振器作为稳频元件,确定振荡器的谐振频率。通过理论分析和计算机辅助优化设计,可以获得性能较好的介质振荡器。所设计介质振荡器的基本性能为:谐振频率f0=12 GHz,输出功率P0=8.6 dBm,在偏离载频100 kHz处相位噪声小于-140 dBc/Hz。     

X波段介质谐振器振荡器和缓冲放大器的研究

微波振荡器代表所有基本微波通信系统的能源来源。研究设计8．95GHz的低噪声砷化镓场效应管并联反馈介质谐振器振荡器,为了放大输出功率和提高负载牵引,在介质谐振器振荡器后一级加缓冲放大器,最终的输出功率是＋13．33dBm。测试证明输出信号的相位噪声偏离中心频率100kHz可达-116．49dBc／Hz,偏离中心频率10kHz可达-91．74dBc／Hz。     

采用两个SC切谐振器的低噪声甚高频晶体控制振荡器

本文叙述一种新颖的双晶体控制甚高频晶体振荡器电路的设计与性能,这种振荡器电路的输出信号单边相位噪声谱远低于常规单晶体振荡器得到的噪声谱。采用多(双)晶体谐振器可使离载波偏 f≤1 kHz 的边带相位噪声电平减小5dB。这种振荡器是对称式的,包含两个低选择性调谐回路(防止振荡在晶体 B 模谐振频率上),因此每个谐振器以相同的方式工作。两个 SC 切晶体谐振器都在高激励电平(5到8毫瓦)上工作,振荡器的两个单独输出信号是通过各自与同型式共基极缓冲放大器相串联的谐振器提取的。当调制频率超过谐振器有载带宽时,由于谐振器的窄带传输响应,使振荡器信号相位噪声被进一步抑制。此外,还因为两个负载电路(缓冲放大器)的附加噪声谱不相关,故在高调制频率(f≥10kHz)上,信号频率在负载电路输出端相加,可使输出信号的边带相位噪声电平减小3dB。用80兆赫样机振荡器进行了验证,测得它的边带相位噪声电平:f=100赫时为-134dB/Hz,f=1kHz 时为-164dB/Hz 和 f≥10kHz时为-181dB/Hz。后来单独对振荡器用谐振器的短期稳定度进行测量,结果表明,在 f=1kHz 以下的振荡器输出信号的边带相位噪声电平是由谐振器不稳定性引起的,而不是维持级晶体管的相位噪声所致。另外,有一种方法,就是采用工作状态相同的两个谐振器,由于所用两个谐振器的机械应力显示出大小相等而方向相反的加速度—频率灵敏度,可使谐振器件的输出信号频率不稳定度减小。     

X波段介质振荡器的设计与仿真

主要介绍了介质振荡器的设计理论,以及使用Agilent公司的ADS仿真软件进行X波段介质振荡器的设计和仿真。在设计过程中使用NEC公司的MESFET管NE71084作为振荡器的有源器件,利用介质谐振器实现了输出信号的稳频与反馈。给出仿真结果和输出信号相位噪声与功率的实际测试结果。测试结果表明,该方法可以有效地指导介质振荡器的设计过程,提高设计效率。     

推–推振荡器共用谐振器分析与低相位噪声设计

为实现低相位噪声平面振荡器,对推-推振荡器的共用谐振器与相位噪声优化方法进行了研究。提出一种基于多环式开口谐振环的差分传输线,通过加载一对耦合谐振环的方式实现2个单元振荡器之间的弱耦合,提高了共用谐振器的频率选择特性。基于该结构设计并实现了一种X波段推-推振荡器,在设计中采用一种基于振荡器有源品质因子的相位噪声优化方法。测试结果表明：该振荡器在输出二次谐波9.52 GHz处的相位噪声为-115.48 dBc/Hz@100 kHz,基波抑制度达到-54.55 dBc。     

小型介质同轴谐振器的设计与制作

阶梯阻抗结构可以有效地降低同轴谐振器的高度,阶梯阻抗同轴谐振器的各段长度一般是通过求解谐振条件方程式来确定,计算过程繁琐。首次用Smith圆图辅助设计其结构尺寸,非常简单,选择参数相当直观。设计了一中心频率为930MHz,阻抗比为0.172的介质同轴谐振器,其总长度约等于八分之一波长。采用εr=88的微波介质材料制作了实物,并用网络分析仪测试其频率,测试结果与设计数据基本吻合。     

输入输出电容对孔耦合同轴滤波器性能的影响

为了提高滤波器的电性能,研究了孔耦合两腔介质同轴滤波器的调试技术.理论上分析了耦合谐振器的频率和有载品质因数(Q)值与输入、输出电容的关系.采用介电常数εr=74的微波介质陶瓷制作了孔耦合两腔介质滤波器,通过观察反射系数(S11)波形讨论了输入、输出电容对滤波器性能的影响.结果表明,反射系数的波形和大小能直接反映出输入、输出电容的大小是否合适.最后制作出中心频率为902 MHz、通带带宽13.2 MHz、阻带衰减(f0士40 MHz)＞24.9 dB的带通滤波器.该调试技术对两腔以上介质滤波器的调试具有指导作用.     

NUMERICAL MODELING OF OPTICALLY CONTROLLED DIELECTRIC REASONATORS

To analyze the optically controlled dielectric resonators accurately, an efficient numerical modelling technique is proposed in this paper. By using alternating-direction implicit finite-difference time-domain method and conformal technique, the resonant frequency of a dielectric resonator is calculated. In addition, an optical generation of plasma is used as a possible means of controlling the resonate frequency, and the effect that solid state plasmas have on the resonator’s frequency is described. The numerical results agree very well with measurements in estimation of the optically induced resonator’s frequency-shift.     

Dielectric resonator with discrete electromechanical frequency tuning

A novel approach for discrete frequency tuning of dielectric resonators based on electromechanical actuators such as the microelectromechanical system is presented. The concept is based on the intermodal coupling between the TE/sub 01/spl delta// mode of a cylindrical dielectric resonator and the radially arranged planar slotline resonators. The resonance frequency of the dielectric resonator is changed by switching a resistive load at the open end of each quarter-wave slotline resonator leading to a variation of the coupling between the slotline resonator mode and the TE/sub 01/spl delta// mode of the dielectric resonator. As a consequence, the resonance frequency of the TE/sub 01/spl delta// mode changes. Based on this novel tuning concept, discrete tuning by 5 MHz in 0.25-MHz frequency steps was demonstrated for a test resonator at 2 GHz. The unloaded quality factor is about 12000 and the measured switching time is about 1 ms.     

一种宽频带介质谐振器天线的设计与实现

摘 要：带宽拓展,一直以来是介质谐振器天线研究重要内容之一。基于此,本文设计了一款宽频带介质谐振器天线。采用共面波导馈电的单极天线与介质谐振器天线的混合结构,通过调节谐振器尺寸和共面波导的结构,使各个工作模式的频带互相重叠,展宽所设计天线的带宽;同时地板上引入开槽技术,对馈线进行阻抗匹配。利用仿真软件对天线参数进行优化仿真,实现天线频带宽度为2.98-7.18GHz（S11<-10dB）,相对带宽达到84.3%,带内最大增益达到4.9dBi。对该天线进行加工测试,仿真与测试基本吻合,结果表明,该天线不仅可实现宽频带,且结构简单,尺寸小,易集成,可广泛应用于WLAN/WIMAX等通信领域。     

Improvement of accuracy in measurements of the surface resistanceof superconductors using dielectric resonators

Two techniques to minimize the influence of parasitic losses on surface resistance measurements of superconductors employing dielectric resonators have been described. The first method optimizes the sapphire resonator aspect ratio to minimize the parasitic losses for given superconductor sample dimensions and measurement frequency. The second utilizes a reference resonator with a perfect conductor plane to cancel out the influence of parasitic losses by measurements of the resonant frequencies and Q-factors of two resonators. The second technique is recommended when materials having noticeable dielectric losses are used to construct dielectric resonators     

介质同轴谐振器的频率测试方法

介绍了一种测量介质同轴谐振器频率的新方法，即在谐振器的开路端串联一高品质因数Q电容，用标量网络分析仪测出其串联谐振频率，从而得出谐振器的频率。该方法操作简单，对仪表的要求不高，适合于规模生产，特别适合于介质滤波器的调试。     

Resonant Frequency of a TE//sub 01delta//spl deg/ Dielectric Resonator

The resonant frequency of a TE/sub 01delta//spl deg/ dielectric resonator was obtained by assuming a cylindrical surface containing the circumference of a dielectric resonator as a magnetic wall. In such a method, the error was less than 10 percent. In this short paper, the resonant frequency is obtained by a variational method, where the surface impedance is variated from a infinite value. The theoretical value of a resonant frequency has a good agreement with our experimental result with an error less than 1 percent.     

平板介质的微波分裂腔法介电常数测试技术

为实现微波频段平板类介质材料的介电常数的无损测试,研究了分裂式圆柱形谐振腔测试方法。介绍了分裂式圆柱形谐振腔的电磁场分析理论,采用模式匹配技术实现了介质加载条件下腔内电磁场分布的精确求解,得到了腔体谐振频率与材料介电常数之间的准确关系。在理论分析的基础上,制作了空腔谐振频率为10 GHz的分裂式谐振腔,并与前期研制的闭式谐振腔进行对比测试,介电常数实部测量结果相对误差小于1%。与国外同类产品进行对比测试,介电常数实部结果基本一致,损耗角正切测量结果更接近于文献参考值。因此,微波分裂腔法能够实现平板介质板材的无损测量,具有准确度高,使用方便等突出优势,可在微波频段内实现介电常数为1～20,损耗角正切为1×10^-3～1×10^-5,板材厚度为0.1～2.0 mm的各类平板介质材料介电常数的准确测试。