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微波振荡器的分类(二)

2020.2.17

场效应管微波振荡源

随着微波场效应晶体管的发展,场效应管微波振荡源是发展进步最快的领域之一。场效应管的使用频率不断提高,器件内部反馈小,有利于外电路藕合反馈,射频功率对直流的转换效率高。普遍用它来构成性能优良的小型微波振荡器,据近年来的报道,发展比较突出的有如下几方面。

(1)场效应管、微带线、介质谐振器混合集成的固态DRO:电路形式丰富多彩,有反馈 型、反射型、开关型、多频型、偏码输出型、推挤输出型等。振荡频率越来越高,已扩展到50GHz以上,输出功率随频率的升高而变化的情况如图4所示。

一般情况下,有一级缓冲放大器,最大功率输出不到1瓦。当需几瓦功率时,后面可加功率放大器或功率合成器,构成需要的微波功率源。图中示出的带有缓冲级的GaAs FET-DRO的振荡频率向高端有一定的扩展。通常,此类微波振荡源在宽温度范围内,都有较高的频率稳定性,在-5~85 ℃范围,能达到±50~100ppm。相位噪声性能良好,例如一个采用双管P-P DRO的振荡频率在34GHz时,100kHz的偏移下,相位噪声为-100dBc/Hz;18GHz时,相位噪声为-130dBc/Hz。由于其性能优良而得到广泛应用,成为目前微波集成振荡器的主流。

(2)压控介质微波源VC DRO:应用于窄带调制通信系统、调频雷达系统、锁相环路系统的VC DRO有了很大的进步。比微带线压控振荡源的性能有较大的提高,仅就频率稳定性而言,提高了两个数量级(达±5×10-5),与DRO的各项指标相差无几。通常,要有窄带电调带宽,大约在0.1%~1.0%带宽范围。最常用的电调方法是变容管电调法。近年来,更为简便适用的调栅法也发展起来,调谐频带宽度虽然不如变容管的宽,但其他主要性能如稳定度,相位噪声等均比变容管的要好些,电路形式也简单,避免了不少麻烦 。

(3)带状线谐振器FET VCO:上述的FET VCDRO性能指标高,多用于军民用精密设备上,但成本、价格都比较高。在诸多因素的促使下,三极管微封装VCO及MIC VCO也蓬勃发展起来。虽然其主要性能不如VC DRO,但其优势在于尺寸超小(6x8mm2)电调范围宽、CAD温度补偿电路、系列化大规模生产、 成本低价格便宜。在日本的数字无绳电话(DCT)系统,欧洲数字无线电话(DECT)系列、个人通信网络(PCN)、卫星通信终端设备(SCTE)上均被大量采用,很快就风靡世界。由于它适应了市场的需要,浩瀚的世界民用市场为微封装VCO的发展提供了强大的动力,使其原本不高的电性能也不断进步,不断完善。



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