Малошумящий перестраиваемый автогенератор со связанными микрополосковыми линиями передач разной длины
https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-6-64-74
Аннотация
Введение. В генераторах, управляемых напряжением (ГУН), для уменьшения фазовых шумов часто используются связанные двух- или трехпроводные микрополосковые линии (МПЛ) передач. К сожалению, фазовые шумы известных ГУН не оптимизировались в зависимости от длин связи отрезов трехпроводной МПЛ.
Цель работы. Для трехпроводной связанной микрополосковой структуры поставлена задача поиска оптимальных длин ее отрезков, которые соответствуют пониженным уровням фазовых шумов выбранного ГУН.
Материалы и методы. На примере описанного ГУН изучается работа модели его резонатора с тремя электромагнитно связанными МПЛ, где вторая линия от первой, а третья от второй линии отличаются на одну и ту же физическую длину и где ширины первой и третьей линий и их зазоры связи со второй линией одинаковы. В рассматриваемой трехпроводной линии с одной стороны реализованы режимы короткого замыкания с общей шиной, а с другой на выводах первой и третьей линий - режимы холостого хода. Свободный вывод второй линии является входом линии.
Результаты. Получены основные формулы для расчета частотозадающих элементов рассматриваемого ГУН и параметров выбранной модели резонатора. С их помощью дана оценка входных сопротивлений базовых контуров для двух типов ГУН с трехсвязанными линиями одинаковой и разной длины, а также для ГУН, использующего двухсвязную МПЛ. По сравнению с ними предлагаемый ГУН вблизи оптимальной разницы в длинах отрезков трехпроводной линии обладает в 2...4 раза большей крутизной фазовой характеристики входного сопротивления, а также в 4...10 раз меньшей шириной графиков его модулей.
Заключение. По сравнению с известными устройствами в разработанном генераторе с рассчитанными длинами связи отрезков выбранной трехпроводной линии экспериментально подтверждена возможность получения меньших на 6...10 дБ/Гц уровней фазовых шумов.
Об авторе
А. В. Баранов
НПП "Салют", АО
Россия
Россия
Баранов Александр Владимирович - доктор технических наук (2013), ведущий научный сотрудник.
Ул. Ларина, д. 7, Нижний Новгород, 603950
Список литературы
1. Sevimli O., Archer J. W., Griffiths G. J. GaAs HEMT monolithic voltage-controlled oscillators at 20 and 30 GHz incorporating Schottky-varactor frequency tuning // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 1998. Vol. MTT-46, iss. 10. P. 1572-1576. doi: 10.1109/22.721167
2. Аристархов Г. М., Пашнин В. И. Стабилизация частоты микрополосковых автогенераторов СВЧ при помощи систем связанных линий с неравными фазовыми скоростями // Электронная техника. Сер. 10. Микроэлектронные устройства. 1984. Вып. 2(44). С. 5-11.
3. US Pat. 5,942,950 A. I.Cl. H03B 1/00, H03H 5/12, H03B 5/18 (2006.01). Varactor Tuned Strip Line Resonator and VCO Using Same / J. L. Merenda. Publ. 19.11.1998.
4. Rogers R. G. A Dual Mode Tuning Circuit for Microwave Transistor Oscillators // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 1977. Vol. MTT-25, iss. 2. P. 120-127. doi: 10.1109/TMTT.1977.1129051
5. Grebennikov A. RF and microwave transistor oscillator design. Chichester, England: John Wiley & Sons, Ltd, 2007. 441 p.
6. Малютин Н. Д. Многосвязные полосковые структуры и устройства на их основе. Томск: Изд-во Т омского ун-та, 1990. 164 с.
7. US Pat. 7,365,612 B2. I.Cl. H03L 23/66, H03B 5/18, H03B 9/14 (2006.01). Low Noise, Hybrid Tuned Wideband Voltage Controlled Oscillator / U. L. Rohde, A. K. Poddar, R. Rebel, P. Patel, K. J. Schoepf. Publ. 29.04.2008.
8. Hofbauer G. A. A Low Noise Wideband Microwave Oscillator using a Tunable Microstrip Combline Filter // Microwave J. 2003. Vol. 46. № 2. P. 82-97.
9. Rohde U. L., Poddar A. K., Bock G. The Design of Modern Microwave Oscillators for Wireless Applications. New Jersey, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2005. 543 p.
10. Баранов А. В., Козиков А. Л. Взаимодополняющие приемы проектирования трехточечных СВЧ-автогенераторов // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 2018. Вып. 3(538). С. 75-82.
11. Баранов А. В. Частные и обобщенные эквивалентные трехточечные схемы СВЧ автогенераторов // Электронная техника. Сер.1. СВЧ-техника. 2017. Вып. 1 (532). С. 18-25.
12. Малютин Н. Д. Матричные параметры неодинаковых связанных полосковых линий с неоднородным диэлектриком // Радиотехника и электроника. 1976. Т. 21, № 12. С. 2473-2478.
13. Пат. RU 2696207 C1 H03B 5/00 (2006.01) Перестраиваемый генератор со связанными микрополосковыми линиями / А. В. Баранов. Опубл. 31.07.2019. Бюл. № 22.
14. Datasheet. Mini-Circuits. Voltage controlled oscillator ROS-1100V. URL: https://www.minicircuits.com/products/oscillators/datasheetROS-1100V (дата обращения: 07.08.2019).
15. Leeson D. A Simple Model of Feedback Oscillator Noise Spectrum // Proc. of the IEEE. 1966. Vol. 54. № 2. P. 329-332.
Рецензия
Для цитирования:
Баранов А.В. Малошумящий перестраиваемый автогенератор со связанными микрополосковыми линиями передач разной длины. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2019;22(6):64-74. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-6-64-74
For citation:
Baranov A.V. Low-Noise Voltage Controlled Oscillator with Coupled Microstrip Lines of Different Lengths. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2019;22(6):64-74. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-6-64-74
Просмотров: 467
Послать статью по эл. почте 