CN116613491A - 一种具有三个传输零点的选频网络及其构造的微波振荡器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有三个传输零点的选频网络及其构造的微波振荡器,包括对称轴的第一端口网络和第二端口网络,对称的第一谐振单元和第二谐振单元以及位于对称轴线上的第七微带线节和交指结构,第一端口网络与第一谐振单元进行缝隙耦合,第二端口网络和第二谐振单元进行缝隙耦合,第一谐振单元和第二谐振单元的公共端与第七微带线节的一端连接,第七微带线节的另一端接地,第一谐振单元和第二谐振单元通过交指结构进行耦合。选频网络的传输零点具有特定频率响应,在中心频率处具有低插损和高群时延;此外,在有限频率处有三个传输零点,用于改善频率选择性和带外抑制;从而有利于降低微波振荡器中的相位噪声。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域,具体涉及一种具有三个传输零点的选频网络及其构造的微波振荡器。
背景技术
近年来,随着个人移动通讯、军工设备的飞速发展,微波和无线市场倍受关注。微波振荡器是频率产生源不可或缺的组成部分,作为锁相环、频率综合和时钟恢复等电路的关键模块,广泛用于手机、卫星通讯终端、机制、雷达、导弹制导***、军事通信***、数字无线通信、光学多工器、光发射机等电子***中。微波振荡器作为各种频率源的参考源和产生时间频率基准的关键器件,其相位噪声越来越成为限制各种电路与***性能的一个关键因素,对电子***的性能、尺寸、重量和成本都有着决定性的影响,是微波电路设计与集成的一个难点。因此,研究具有低相位噪声微波振荡器具有极其重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有微波振荡器的相位噪声较差的不足,提供了一种基于微带的一种具有三个传输零点的选频网络,并应用于微波振荡器,基于本申请的选频网络结构可以具有特定频率响应,在中心频率处具有低插损和高群时延;此外,在有限频率处有三个传输零点,用于改善频率选择性和带外抑制;从而有利于降低微波振荡器中的相位噪声。
为了实现上述目的,本申请的具体方案为:
一种具有三个传输零点的选频网络,包括对称的端口网络以及对称的谐振网络,端口网络的对称轴和谐振网络的对称轴位于同一轴线上,端口网络包括关于所述对称轴对称的第一端口网络和第二端口网络,所述谐振网络包括:关于所述对称轴对称的第一谐振单元和第二谐振单元以及位于对称轴线上的第七微带线节和交指结构;
第一端口网络与第一谐振单元进行缝隙耦合,第二端口网络和第二谐振单元进行缝隙耦合,第一谐振单元和第二谐振单元的公共端与第七微带线节的一端连接,第七微带线节的另一端接地,第一谐振单元和第二谐振单元通过交指结构进行耦合。
具体地,所述第一端口网络包括:第一微带线节、第二微带线节;第二端口网络包括:第八微带线节、第九微带线节;其中,
第一微带线节一端作为第一端口网络的连接端口,另一端连接到第二微带线节的一端,第二微带线节的另一端开路;第二微带线节与第一谐振单元进行缝隙耦合,第九微带线节一端作为第二端口网络的连接端口,另一端连接到第八微带线节的一端,第八微带线节的另一端开路,第八微带线节与第二谐振单元进行缝隙耦合。
在一种具体的实施方案中,第一谐振单元包括:第三微带线节、第四微带线节和第一金属化过孔,第二谐振单元包括:第五微带线节和第六微带线节和第二金属化过孔;
第三微带线节一端连接第四微带线节;第二微带线节同时与第三微带线节和第四微带线节进行缝隙耦合;第五微带线节一端连接第六微带线节;第八微带线节同时与第五微带线节和第六微带线节进行缝隙耦合;
第三微带线节另一端连接第五微带线节的另一端,第三微带线节和第五微带线节的公共端与第七微带线节的一端连接,第七微带线节的另一端通过第一金属化过孔和第二金属化过孔接地;第四微带线节和第六微带线节通过交指结构进行耦合。
在一种具体的实施方案中,所述第三微带线节和第五微带线节均为高阻抗微带线,第四微带线节和第六微带线节均为低阻抗微带线。
在一种具体的实施方案中,所述第三微带线节和第五微带线节关于所述对称轴对称,且第三微带线节和第五微带线节的特征导纳和电长度相等,第四微带线节和第六微带线节关于所述对称轴对称,且第四微带线节和第六微带线节的特征导纳和电长度相等。
在一种具体的实施方案中,所述第二微带线节和第八微带线节均为弯折形状。
在一种具体的实施方案中,所述选频网络的整体面积为8.57mm×7.36 mm, 整个选频网络的尺寸为:0.01092,λg表示选频网络中心频率处的波导波长。
在一种具体的实施方案中,所述选频网络在中心频率为2.0 8GHz时的结构参数为:l 1=3.48 mm,l 2=7.05 mm,l 3=2.03 mm,l 4=0.82 mm,l 5=11.15 mm,w 0=1.09 mm,w 1=2.20mm,w 2=0.22 mm,w 3=0.25 mm,w 4=0.24 mm,w 5=0.19 mm,g=0.12 mm,s=0.18 mm,r=0.20 mm;其中,w 0表示第一微带线节和第九微带线节的线宽;l 1表示第四微带线节和第六微带线节的线长,w 1表示第四微带线节和第六微带线节的线宽;l 2第三微带线节和第五微带线节的线长w 2表示第三微带线节和第五微带线节的线宽;l 3和w 3分别表示第七微带线节的线长和线宽;l 4和w 4分别表示交指结构的线长和线宽,g表示交指结构的缝隙宽度;l 5表示第二微带线节和第八微波线节的线长,w 5表示第二微带线节和第八微波线节的线宽,s表示缝隙耦合的缝隙宽度,r表示第一金属化过孔和第二金属化过孔的半径。
对于并联反馈型微波振荡器类型,选频网络发挥着极其重要的作用,决定着微波振荡器的相位噪声性能。选频网络的构造有无穷种可能,本技术领域尚无一般性设计方法。一般而言,对于选频网络的定性要求为:群时延高、插损小和阻带抑制尽可能高且宽。在有限频率处设置传输零点将有助于更好地控制选频网络的频率响应。基于上述的选频网络,具有特定频率响应,在中心频率处具有低插损和高群时延;此外,除开频率为0和无穷大时的情况,本申请的选频网络在其他有限频率处有三个传输零点,分别在选频网络的带外产生两个传输零点,第二微带线节和第八微带线节在选频网络的通带外产生一个传输零点,这三个传输零点用于改善频率选择性和带外抑制;从而有利于降低微波振荡器中的相位噪声。
因此,本申请提供了一种应用上述具有三个传输零点的选频网络的微波振荡器,包括:低噪声放大器、输入匹配网络、输出匹配网络、T型节、第一相位补偿线、第二相位补偿线以及选频网络,其中,
低噪声放大器两端分别连接输入匹配网络的一端和输出匹配网络的一端,输出匹配网络另一端连接T型节的第一个端口;输入匹配网络的另一端连接第一相位补偿线的一端,第一相位补偿线的另一端连接所述选频网络的一端,选频网络的另一端连接第二相位补偿线的一端;第二相位补偿线的另一端连接T型节的第二个端口;T型节的第三个端口连接输出负载进行信号输出。
在一种具体的实施方案中,所述低噪声放大器使用BJT BFP405晶体管,输出负载为50Ω。
本发明具有的有益效果:
本发明的选频网络采用对称设计的结构,整体尺寸较小,具有小型化的优点,基于本发明的选频网络,调节调节微带线节参数调整选频网络的带宽和带外抑制能力,端口网络和谐振网络通过缝隙耦合,这样两个端口网络与谐振网络耦合的微带线节在选频网络的通带外产生一个传输零点,调节耦合缝隙的宽度,可以使第三个传输零点向低频端移动,调节金属化过孔的半径大小,使第二传输零点向低频端移动,使选频网络的带宽变窄;而调节交值结构的线长,使第二传输零点向高频端移动,选频网络的带宽变宽,进而通带内的插损变低,高频端的带外抑制能力变好。因此,实现了在低插损与高群时延之间的性能折中;同时具有小型化的优点;而基于该选频网络的微波振荡器则具有低相位噪声、高功率输出等优点。
附图说明
图1为本发明一种具有三个传输零点的选频网络示意图;
图2为本发明选频网络中谐振网络部分的混合等效电路示意图;
图3为本发明选频网络的集总参数等效电路示意图;
图4为本发明应用具有三个传输零点的选频网络的微波振荡器示意图;
图5为基于图3中的集总参数等效电路的仿真结果图;
图6为基于图1中的选频网路设置各结构参数的示意图;
图7为基于图6中的选频网络S参数|S21|和|S11|的仿真结果图;
图8为基于图6中的选频网络的群时延仿真结果图;
图9为基于图6中的选频网络,调整参数s对选频网络的性能影响图;
图10为基于图6中的选频网络,调整参数r对选频网络的性能影响图;
图11为基于图6中的选频网络,调整参数l 4对选频网络的性能影响图;
图12为基于图4中的微波振荡器的相位噪声测试结果图;
图13为基于图4中的微波振荡器的输出功率测试结果图。
附图中标号对应名称:
1-第一微带线节,2-第二微带线节,3-第三微带线节,4-第四微带线节,5-第五微带线节,6-第六微带线节,7-第七微带线节,8-第八微带线节,9-第九微带线节,10-交指结构,11-第一金属化过孔,12-第二金属化过孔。
具体实施方式
为了体现本发明的创造性和新颖性,下面将结合附图和具体实施例进行阐述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例一:
如图1所示,本实施例提出一种具有三个传输零点的选频网络,该选频网络为对称的二端口网络。具体地,包括对称的端口网络以及对称的谐振网络,端口网络的对称轴和谐振网络的对称轴位于同一轴线上,为了方便说明,以下所称对称轴、轴线的方向均为如图1所示的轴线AA',端口网络包括关于所述对称轴对称的第一端口网络和第二端口网络,第一端口网络和第二端口网络对称分布在谐振网络两侧,所述谐振网络包括:关于所述对称轴对称的第一谐振单元和第二谐振单元以及位于对称轴线上的第七微带线节7和交指结构10,
第一端口网络与第一谐振单元进行缝隙耦合,第二端口网络和第二谐振单元进行缝隙耦合,第一谐振单元和第二谐振单元的公共端与第七微带线节7的一端连接,第七微带线节7的另一端接地,第一谐振单元和第二谐振单元通过交指结构10进行耦合。所述第一端口网络包括:第一微带线节1、第二微带线节2;第二端口网络包括:第八微带线节8、第九微带线节9;其中,
第一微带线节1一端作为第一端口网络的连接端口Port 1,另一端连接到第二微带线节2的一端,且第一微带线节1与第二微带线节2垂直连接,第二微带线节2与上述对称轴平行,第二微带线节2的另一端开路;第九微带线节9一端作为第二端口网络的连接端口Port 2,另一端连接到第八微带线节8的一端,第八微带线节8与对称轴平行,第八微带线节8的另一端开路。
第一谐振单元包括:第三微带线节3、第四微带线节4和第一金属化过孔11,第二谐振单元包括:第五微带线节5和第六微带线节6和第二金属化过孔12;
第三微带线节3一端连接第四微带线节4;第二微带线节2同时与第三微带线节3和第四微带线节4进行缝隙耦合;第五微带线节5一端连接第六微带线节6;第八微带线节8同时与第五微带线节5和第六微带线节6进行缝隙耦合;
第三微带线节3另一端连接第五微带线节5的另一端,第三微带线节3和第五微带线节5的公共端与第七微带线节7的一端连接,第七微带线节7的另一端通过第一金属化过孔11和第二金属化过孔12接地;第四微带线节4和第六微带线节6通过交指结构10进行耦合。
其中,第三微带线节3和第五微带线节5为高阻抗微带线,第四微带线节4和第六微带线节6为低阻抗微带线。第二微带线节2和第八微带线节8为弯折形状。
对于以上选频网络,下面深入分析该选频网络的物理机制。对于如图1所示的选频网络,其谐振网络部分的结构为:第三微带线节3一端连接第四微带线节4;第三微带线节3另一端连接第五微带线节5一端,并同时连接第七微带线节7一端,第七微带线节7另一端通过第一金属化过孔11和第二金属化过孔12实现接地;第五微带线节5另一端连接第六微带线节6一端;第四微带线节4通过交指结构10与第六微带线节6进行耦合。因此可以将该谐振网络等效为如图2所示的混合等效电路,如图2所示,第三微带线节3一端连接第四微带线节4一端;第三微带线节3另一端连接第五微带线节5另一端,并同时连接第七微带线节7一端,第七微带线节7另一端接地;第五微带线节5另一端连接第六微带线节6一端;第四微带线节4另一端同时连接第一电容C1一端和第二电容C2一端,第一电容C1另一端接地;第二电容C2另一端和第三电容C3一端同时连接第六微带线节6另一端,第三电容C3另一端接地。
为简化分析,混合等效电路关于轴线AA'呈对称结构;则第四微带线节4和第六微带线节6关于轴线AA'呈对称结构,且第四微带线节4和第六微带线节6的特征导纳和电长度相等,分别用Y1和θ1表示第四微带线节4或第六微带线节6的特征导纳和电长度,第三微带线节3和第五微带线节5关于平面轴线AA'呈对称结构,Y 2和θ2分别表示第三微带线节3或第五微带线节5的特征导纳和电长度,Y 3和θ3分别表示第七微带线节7的特征导纳和电长度;第一电容C1和第三电容C3的电容值相等,C1=C3=C1;第二电容C2的电容值设为CM。
使用奇偶模分析方法对图2所示的混合等效电路进行分析,可以得到偶模和奇模的谐振条件分别为:
其中,ω e 和ω o 分别表示偶模谐振角频率和奇模谐振角频率。由上两式可见,电容C 1、电长度θ1、θ2和θ3以及特性导纳Y 1、Y 2和Y 3共同决定了偶模谐振频率;C 1、C M、θ1、θ2、Y 1和Y 2则共同决定了奇模谐振频率。其中,第七微带线节的Y 3和θ3只会影响偶模谐振频率,而C M只会影响奇模谐振频率。
根据图1所示的选频网络可以用图3所示的集总参数等效电路来等效,第四电感L4一端和第六电容C6一端连接,第四电感L4和第六电容C6的公共端作为第一端口网络的连接端口Port1;第四电感L4另一端连接第四电容C4一端,第四电容C4另一端接地;第六电容C6另一端同时连接第一电感L1一端、第二电容C2一端和第一电容C1一端;第一电容C1另一端接地;第一电感L1另一端同时连接第二电感L2一端和第三电感L3一端;第二电感L2另一端接地;第二电容C2另一端同时连接第三电感L3另一端、第七电容C7一端和第三电容C3一端;第三电容C3另一端接地;第七电容C7另一端连接第五电感L5一端,第七电容C7与第五电感L5的公共端作为第二端口网络的连接端口Port 2;第五电感L5另一端连接第五电容C5一端,第五电容C5另一端接地。
为简化分析,图3的集总参数等效电路关于中心平面轴线AA'对称结构。第一电容C1和第三电容C3的电容值相等C1=C3=C1,第四电容C4和第五电容C5的电容值相等设为C4=C5=C 2,第二电容C2的电容值设为C M,第六电容C6和第七电容C7的电容值设为C p;第一电感L1和第三电感L3的电感值皆设为L 1,第四电感L4和第五电感L5的电感值皆设为L 2,第二电感L2的电感值设为L M。图3的集总参数等效电路的偶模输入导纳Y in-even 为:
其中,。奇模输入导纳Y in-odd 可表示为
其中,。
进一步地,建立图1所示的选频网络的电参数与图3所示的集总参数等效电路元件之间的等效关系。Y3和θ3分别表示第七微带线节的特征导纳和电长度。图1中的第七微带线节与图3中的第二电感L2的等效关系:
其中,ω 0为选频网络的中心频率。
图1中的第四微带线节和第六微带线节的特征导纳和电长度分别表示为Y1和θ1,第三微带线节和第五微带线节的特征导纳和电长度分别表示为Y2和θ2。为简化分析快速确定初值,设Y1=Y2。图1中的第一谐振单元与图3中的第一电感L1等效,即第三微带线节3一端连接第四微带线节4,与图3中的第一电感L1等效,等效关系为:
进一步地,图1中的第二微带线节和第八微带线节将在选频网络的通带外产生一个传输零点,令为ω 01。假设第二微带线节和第八微带线节的特征导纳和电长度分别表示为Y5和θ5。图1中的第二微带线节等效为图3中第四电感L4和第四电容C4,第四电感L4的一端连接第一端口,另一端与第四电容C4串联,第四电容C4另一端接地;图1中的第八微带线节等效为图3中的第五电感L5、第五电容C5,第五电感L5的一端连接第二端口,另一端与第五电容C5串联,第五电容C5另一端接地。则第二微带线节、第八微带线节的等效关系为:
为了验证如图3所示的集总参数等效电路的性能,将集总参数等效电路的中心频率设为2.0GHz。确定集总参数等效电路各元件值分别为:L 1=1.76 nH,L 2=0.74 nH,L M=1.71nH,C 1=0.69 pF,C 2=1.51 pF,C M=1.05 pF,C p =0.70 pF。仿真结果如图5所示。可以看出,其带内回波损耗优于20 dB,分数带宽为7%。同时在带外产生了两个分别位于2.13 GHz和4.76GHz的传输零点,并且,第三个传输零点为:由第二微带线节和第八微带线节在选频网络的通带外产生的传输零点ω 01=4.76 GHz。
本实施例中所有微带线节均选用一款常用微带基片,相对介电常数为3.66,厚度为0.508mm。基于与集总参数等效电路的等效关系,设置选频网络各结构参数,验证选频网络的性能。选频网络中各结构参数标注如图6所示。其中,w 0表示第一微带线节和第九微带线节的线宽;l 1和w 1分别表示第四微带线节/第六微带线节的线长和线宽;l 2和w 2分别表示第三微带线节/第五微带线节的线长和线宽;l 3和w 3分别表示第七微带线节的线长和线宽;l 4和w 4分别表示交指结构的线长和线宽,g表示交指结构之间的缝隙宽度;l 5和w 5分别表示第二微带线节和第八微波线节的线长和线宽,s表示第二微带线节和第三微带线节耦合缝的缝隙宽度,r表示第一金属化过孔和第二金属化过孔的半径。
同样地,将选频网络的中心频率设为2.0GHz,通过与集总参数等效电路的等效关系来确定一组电参数初始值。在中心频率处,θ 1=15°,θ 2=30°,θ 3=10°。根据集总参数等效电路中L M=1.71nH,利用等效公式(5),求出第七微带线节的特征导纳Y 3=0.00812S。将L 1=1.76nH,C 1=0.69pF和C M=1.05pF代入到公式(6),计算得到Y 1=Y 2=0.03157S。将L 2=0.74nH代入等效公式(7)中,计算得到Y 5=0.02416S。在传输零点ω 01处,θ 5=90°。则该组电参数初始值如表1所示。经过电磁优化后,得到一组电参数最终值,如表1所示。电参数初始值与最终值非常接近,说明前者的有效性,验证了等效电路的正确性,因而加快了设计过程,缩短了设计时间。
表1 选频网络电参数的初始值与最终值对比
电参数 | θ1(°) | θ2(°) | θ3(°) | θ5(°) | Y 1(S) | Y 2(S) | Y 3(S) | Y 5(S) |
初始值 | 15.00 | 30.00 | 10.00 | 90.00 | 0.03157 | 0.03157 | 0.00812 | 0.08446 |
最终值 | 14.52 | 26.94 | 7.78 | 106.24 | 0.03214 | 0.00952 | 0.00995 | 0.00907 |
基于表1中电参数最终值,将选频网络的各结构参数设置为:l 1=3.48 mm,l 2=7.05mm,l 3=2.03 mm,l 4=0.82 mm,l 5=11.15 mm,w 0=1.09 mm,w 1=2.20 mm,w 2=0.22 mm,w 3=0.25mm,w 4=0.24 mm,w 5=0.19 mm,g=0.12 mm,s=0.18 mm,r=0.20 mm。
基于上述结构参数和电参数最终值设置好的选频网络进行仿真,仿真结果如图7和图8所示。图7中S21表示正向传输系数,也就是增益。S11为输入反射系数,也就是输入回波损耗。可以看出,仿真出的中心频率f 0=2.068GHz,带内最小***损耗为4.79dB,3dB分数带宽为2.4%,在2.087 GHz处获得了最优的群时延峰值10.17ns。带外传输零点分别位于f TZ1=0.62GHz、f TZ2=2.16GHz和f TZ3=5.15GHz,所对应的抑制值分别为-91.15dB、-44.36dB和-63.24dB。在0~6 GHz频率范围内,滤波器带外抑制优于33.30dB。整个选频网络面积为8.57mm×7.36mm,即,λg表示选频网络中心频率处的波导波长。根据仿真结果可以看出,根据上述参数设置的选频网络具有较高的群时延峰值、优异的带外抑制性能和小型化特点。
进一步地,为了研究一些重要结构参数对选频网络性能的影响。调整各结构参数的大小,观察其对选频网络性能的影响。经过研究发现,如图9所示,参数s对于选频网络性能的影响,其主要影响传输零点f TZ3;随着参数s增加,传输零点f TZ3将向低频端移动。参数r对于选频网络性能的影响如图10所示。随着r增大,传输零点f TZ1和f TZ3几乎不受影响,而传输零点f TZ2向低频端移动,故选频网络的带宽变窄;通带内的插损越大,高频端的带外抑制能力越差。参数l 4对于选频网络性能的影响如图11所示。随着参数l 4的减小,传输零点f TZ2向高频端移动,选频网络的带宽变宽,通带内的插损变低,高频端的带外抑制能力变好。
实施例二
本实施例2基于如图1所示的一种具有三个传输零点的选频网络(以下使用FSN表示),构造出一种并联反馈型微波振荡器。微波振荡器结构如图4所示,除了实施例中的选频网络,还包括:低噪声放大器AMP、输入匹配网络MI、输出匹配网络MO、T型节T、第一相位补偿线P1、第二相位补偿线P2,其中,低噪声放大器AMP左端连接输入匹配网络MI一端,低噪声放大器AMP右端连接输出匹配网络MO一端,匹配网络MO另一端连接T型节T第一个端口;输入匹配网络MI另一端连接第一相位补偿线P1一端,第一相位补偿线P1另一端连接选频网络FSN一端,选频网络FSN另一端连接第二相位补偿线P2一端;第二相位补偿线P2另一端连接T型节T第二个端口;T型节T的第三个端口连接输出负载Out进行信号输出。
具体地,低噪声放大器AMP使用BJT BFP405晶体管。输出负载Out设置为50Ω。在直流偏压2.4 V,电源电流10 mA的偏置条件下,所测得的振荡频率为2.047GHz,输出功率为7.21dBm,在频率为100kHz时,相位噪声为-129.91dBc/Hz。在频率偏移(FredquencyOffset)为10kHz-1MHz时,其相位噪声如图12所示,标记1在频率偏移为100 kHz时,相位噪声值为-129.91dBc/Hz,标记2表示在频率偏移为1MHz时,相位噪声值为-151.30dBc/Hz,在中心频率为3.961GHz、扫频宽度为5.586GHz时,其输出频谱测试结果如图13所示。由于所设计的选频网络具有良好的带外抑制性能,微波振荡器的二次谐波抑制达到了40.23dBc,三次谐波抑制则达到19.35dBc,图13中,标记1表示在2.047GHz时,振幅为7.21dBm,标记2表示在4.094GHz时,振幅为-33.02dBm,标记3表示在6.141GHz时,振幅为-12.14dBm。
可以理解的是,以上所列举的实施例,是为了说明本发明所述的一种具有三个传输零点的选频网络具有低插损、高群时延和小型化的优点,基于该一种具有三个传输零点的选频网络的振荡器具有相位噪声低、输出功率高等优点,具有显著的技术进步。本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有三个传输零点的选频网络,其特征在于,包括对称的端口网络以及对称的谐振网络,端口网络的对称轴和谐振网络的对称轴位于同一轴线上,端口网络包括关于所述对称轴对称的第一端口网络和第二端口网络,所述谐振网络包括:关于所述对称轴对称的第一谐振单元和第二谐振单元以及位于对称轴线上的第七微带线节(7)和交指结构(10),
第一端口网络与第一谐振单元进行缝隙耦合,第二端口网络和第二谐振单元进行缝隙耦合,第一谐振单元和第二谐振单元的公共端与第七微带线节(7)的一端连接,第七微带线节(7)的另一端接地,第一谐振单元和第二谐振单元通过交指结构(10)进行耦合。
2.根据权利要求1所述的一种具有三个传输零点的选频网络,其特征在于,所述第一端口网络包括:第一微带线节(1)、第二微带线节(2);第二端口网络包括:第八微带线节(8)、第九微带线节(9);其中,
第一微带线节(1)一端作为第一端口网络的连接端口,另一端连接到第二微带线节(2)的一端,第二微带线节(2)的另一端开路;第九微带线节(9)一端作为第二端口网络的连接端口,另一端连接到第八微带线节(8)的一端,第八微带线节(8)的另一端开路,第二微带线节(2)与第一谐振单元进行缝隙耦合,第八微带线节(8)与第二谐振单元进行缝隙耦合。
3.根据权利要求2所述的一种具有三个传输零点的选频网络,其特征在于,第一谐振单元包括:第三微带线节(3)、第四微带线节(4)和第一金属化过孔(11),第二谐振单元包括:第五微带线节(5)和第六微带线节(6)和第二金属化过孔(12);
第三微带线节(3)一端连接第四微带线节(4);第二微带线节(2)同时与第三微带线节(3)和第四微带线节(4)进行缝隙耦合;第五微带线节(5)一端连接第六微带线节(6);第八微带线节(8)同时与第五微带线节(5)和第六微带线节(6)进行缝隙耦合;
第三微带线节(3)另一端连接第五微带线节(5)的另一端,第三微带线节(3)和第五微带线节(5)的公共端与第七微带线节(7)的一端连接,第七微带线节(7)的另一端通过第一金属化过孔(11)和第二金属化过孔(12)接地;第四微带线节(4)和第六微带线节(6)通过交指结构(10)进行耦合。
4.根据权利要求3所述的一种具有三个传输零点的选频网络,其特征在于,所述第三微带线节(3)和第五微带线节(5)均为高阻抗微带线,第四微带线节(4)和第六微带线节(6)均为低阻抗微带线。
5.根据权利要求3所述的一种具有三个传输零点的选频网络,其特征在于,所述第三微带线节(3)和第五微带线节(5)关于所述对称轴对称,且第三微带线节(3)和第五微带线节(5)的特征导纳和电长度相等,第四微带线节(4)和第六微带线节(6)关于所述对称轴对称,且第四微带线节(4)和第六微带线节(6)的特征导纳和电长度相等。
6.根据权利要求2所述的一种具有三个传输零点的选频网络,其特征在于,所述第二微带线节(2)和第八微带线节(8)均为弯折形状。
7.根据权利要求1所述的一种具有三个传输零点的选频网络,其特征在于,所述选频网络的整体面积为8.57mm×7.36 mm,整个选频网络的尺寸为: 0.01092,λg表示选频网络中心频率处的波导波长。
8.根据权利要求3所述的一种具有三个传输零点的选频网络,其特征在于,所述选频网络在中心频率为2.08GHz时的结构参数为:l 1=3.48 mm,l 2=7.05 mm,l 3=2.03 mm,l 4=0.82mm,l 5=11.15 mm,w 0=1.09 mm,w 1=2.20 mm,w 2=0.22 mm,w 3=0.25 mm,w 4=0.24 mm,w 5=0.19mm,g=0.12 mm,s=0.18 mm,r=0.20 mm;其中,w 0表示第一微带线节(1)和第九微带线节(9)的线宽;l 1表示第四微带线节(4)和第六微带线节(6)的线长,w 1表示第四微带线节(4)和第六微带线节(6)的线宽;l 2第三微带线节(3)和第五微带线节(5)的线长,w 2表示第三微带线节(3)和第五微带线节(5)的线宽;l 3和w 3分别表示第七微带线节(7)的线长和线宽;l 4和w 4分别表示交指结构(10)的线长和线宽,g表示交指结构(10)的缝隙宽度;l 5表示第二微带线节(2)和第八微波线节(8)的线长,w 5表示第二微带线节(2)和第八微波线节(8)的线宽,s表示缝隙耦合的缝隙宽度,r表示第一金属化过孔(11)和第二金属化过孔(12)的半径。
9.一种微波振荡器,其特征在于,包括:低噪声放大器、输入匹配网络、输出匹配网络、T型节、第一相位补偿线、第二相位补偿线以及如权利要求1-8任一所述的一种具有三个传输零点的选频网络,其中,
低噪声放大器两端分别连接输入匹配网络的一端和输出匹配网络的一端,输出匹配网络另一端连接T型节的第一个端口;输入匹配网络的另一端连接第一相位补偿线的一端,第一相位补偿线的另一端连接所述选频网络一端,选频网络的另一端连接第二相位补偿线的一端;第二相位补偿线的另一端连接T型节的第二个端口;T型节的第三个端口连接输出负载进行信号输出。
10.根据权利要求9所述的一种微波振荡器,其特征在于,所述低噪声放大器使用BJTBFP405晶体管,输出负载为50Ω。
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