DE60107751T2 - Mikrowellenoszillator und rauscharmer Umwandler mit einem solchen Oszillator - Google Patents

Mikrowellenoszillator und rauscharmer Umwandler mit einem solchen Oszillator Download PDF

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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION 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
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/18Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B5/1864Generation 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
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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikrowellenoszillator, dessen Frequenz durch Verwendung eines dielektrischen Resonators stabilisiert wird, und einen rauscharmen Umwandler, der Bestandteil einer Funkwellenempfangsantenne eines Rundfunk- oder Kommunikationssatelliten ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Zusammen mit den Fortschritten in der digitalen Signalkompressionstechnologie von Filmen oder integrierten Schaltkreisen zur digitalen Signalverarbeitung, wird seit kurzem im Fernsehrundfunk durch Rundfunksatellit oder Kommunikationssatellit das analoge Übertragungssystem durch das digitale Übertragungssystem ersetzt, welches zur Bereitstellung von Rundfunk- und Kommunikationsdiensten von höherer Bildqualität in mehreren Kanälen in der Lage ist, und seine Verbreitung im allgemeinen Haushalt wird stark erwartet. Vor diesem Hintergrund gibt es einen wachsenden Bedarf nicht nur an kleineren und kostengünstigeren rauscharmen Umwandlern, die in der Empfangsantenne von Rundfunk- oder Kommunikationssatellitenfunkwellen verwendet werden, sondern auch an der weiteren Verbesserung von Phasenrauscheigenschaften des Mikrowellenoszillators, der Bestandteil des rauscharmen Umwandlers ist, was eine ernste Auswirkung auf die Qualität der Bitfehlerrate (BER) von dekodierten Signalen im Empfänger hat, wenn die Kodierung durch Quadraturphasenverschiebung oder die Kodierung durch Oktantphasenverschiebung als digitales Übertragungssystem verwendet wird.
  • 6 ist ein Schaltplan eines Mikrowellenoszillators, der bisher als lokaler Oszillator eines rauscharmen Umwandlers verwendet wurde. Mit dem Basisanschluss eines Bipolartransistors 1 für Mikrowellenoszillation (nachfolgend wird der Bipolartransistor einfach als Transistor in Unterscheidung zum Feldeffekttransistor oder FET bezeichnet) wird eine Mikrostreifenleitung (MSL) 4a verbunden. In dieser Leitung 4a werden eine Drosselschaltung, welche die hochohmige Leitung (HIL) 6a und MSL 4d umfasst, und ein Gleichspannungsteiler, der die Gleichstromwiderstände 3c und 3d umfasst, wie in dem Plan dargestellt, in Reihe verbunden, und ein Ende des Widerstands 3c wird mit einem Vorspannungsversorgungsanschluss 2b des Transistors verbunden, und eine Vorspannung wird daraus an den Basisanschluss angelegt. Ein Kondensator 7c zum Erden der Mikrowellenkomponente, die aus der HIL 6a austritt, ist parallel mit dem Widerstand 3d verbunden, und ein Ende ist geerdet. Mit einem Anschlussende der MSL 4a ist eine Reihenschaltung aus einem Hochfrequenzwiderstands 3b und der MSL 4c, deren eines Ende gelöst ist und die eine Länge von λg/4 hat, wie im Plan dargestellt, verbunden, und ein Widerstandsanschlussende wird in der MSL 4a gebildet. Hierin ist λg die Leiterwellenlänge der MSL 4c, die der Schwingungsfrequenz entspricht. (Nachfolgend wird λg als die Leiterwellenlänge verstanden, die durch die entsprechende MSL bestimmt wird. Der Wert von λg variiert mit der Leitungsbreite von MSL, der Dicke der Leiterplatte und der Dielektrizitätskonstanten.)
  • Die MSL 4b ist mit dem Kollektor von Transistor 1 verbunden, und in dieser Leitung 4b sind, wie im Plan dargestellt, eine Drosselschaltung aus der HIL 6b und der MSL 4f und ein Gleichstromwiderstand 3a verbunden, und ein Ende des Widerstands 3a ist mit einem Vorspannungsversorgungsanschluss 2a des Transistors verbunden, und eine Vorspannung wird daraus an den Kollektoranschluss angelegt. Ein Kondensator 7b zum Erden der Mikrowellenkomponente, die aus der HIL 6b austritt, ist in Reihe mit dem Widerstand 3a verbunden, und ein Ende ist geerdet.
  • Ein hohler, kreisförmiger, dielektrischer Resonator (DR) 5 koppelt die MSL 4a und 4b elektromagnetisch und ist so angeordnet, dass der Abstand von ihrem gelösten Ende zu der Position, die zum Mittelpunkt des DR 5 am nächsten ist, λg/4 auf der MSL 4b betragen kann.
  • In dieser Konfiguration werden durch Feedback von dem Kollektor zu der Basis des Transistors 1 durch den DR 5 die Schwingungsfrequenz und Schwingungsleistung bei der Frequenz stabilisiert, die durch die Resonanzfrequenz des DR 5 bestimmt wird, und die Schwingungsleistung wird aus einem Ausgangsanschluss 8 durch eine Impedanzanpassschaltung 9 und einen Gleichstromblockkondensator 7a, der mit dem Emitter des Transistors 1 verbunden ist, abgegeben.
  • Inzwischen bilden die HIL 6c und die MSL 4e, die mit der Anpassschaltung 9 verbunden ist, eine Drosselschaltung und werden verwendet, um das Ableiten von Mikrowellenschwingungsleistung zu verhindern und den Emitter des Transistors 1 in Gleichstrom zu erden.
  • Diese herkömmliche Konfiguration macht jedoch Drosselschaltungen erforderlich, die HIL 6a, 6b, 6c und MSL 4d, 4f, 4e umfassen, die verbunden sind, um eine Gleichstromvorspannung an die MSL 4a, 4b anzulegen, die mit den entsprechenden Anschlüssen des Transistors 1 verbunden sind und mit der Impedanzanpassschaltung 9 verbunden sind, und diese Drosselschaltungen machen es schwierig, die Größe des Mikrowellenoszillators zu verringern, oder rufen eine Verschlechterung von Phasenrauscheigenschaften, eine Erzeugung von Nebenschwingungen oder anderen instabilen Schwingungen hervor. Eine ähnliche Oszillatorschaltung ist aus Lohinger, G.: "Fundamentals of oscillators for the microwave range (Part 2)" [Grundlagen von Oszillatoren für den Mikrowellenbereich (Teil 2)], IEEE Signal Processing Letters, IEEE Signal Processing Society, Band 6, Nr. 7, Juli 1999, Seiten 32–34 bekannt.
  • Kurze Darstellung der Erfindung
  • Es ist folglich ein Ziel der Erfindung, die Probleme des Standes der Technik zu lösen und einen Mikrowellenoszillator von kleiner Größe mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften und einen rauscharmen Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignal, der einen solchen Oszillator verwendet, vorzustellen.
  • Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Mikrowellenoszillator der Erfindung durch die Konfiguration gekennzeichnet, in der die MSL A, die an einem Ende gelöst ist, mit dem Basisanschluss eines Transistors verbunden ist, die MSL B mit dem Kollektoranschluss verbunden ist, ein DR nah zu der MSL A und MSL B vorgesehen ist, um sie elektromagnetisch zu koppeln, und eine stabilisierte Schwingungsabgabe durch das Hervorrufen eines parallelen Feedbacks von dem Kollektor zu der Basis erzielt wird, und darüber hinaus der Mittelpunkt des DR am nächsten an die Position gesetzt ist, an welcher der Abstand von dem gelösten Ende auf der MSL A λg1/4 beträgt, und die HIL bloß als Vorspannungsversorgungsleitung zu dem Basisanschluss mit dieser Position verbunden ist, und deshalb ohne Verwendung von Drosselschaltungen, die einen relativ großen Bereich auf der herkömmlichen Leiterkarte belegten, ein kleiner und stabiler Mikrowellenoszillator mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden. Hierin ist λg1 die Leiterwellenlänge in der MSL A.
  • In einer anderen Konfiguration, ist die MSL B, die mit dem Kollektoranschluss des Transistors verbunden ist, auch an einem Ende gelöst, und der Mittelpunkt des DR ist am nächsten an die Position gesetzt, an welcher der Abstand von dem gelösten Ende auf der MSL B λg2/4 beträgt, und bloß die HIL ist als Vorspannungsversorgungsleitung mit dem Kollektoranschluss verbunden, und deshalb kann ohne Verwendung von Drosselschaltungen, durch welche die Vorspannungsversorgungsleitungen sowohl zum Basis- als auch zum Kollektoranschluss herkömmlicherweise ergänzt werden, die Größe weiter verringert werden. Hierin ist λg2 die Leitenwellenlänge in der MSL B.
  • Darüber hinaus, ist bei Verwendung des FET anstelle des Transistors die MSL A mit einem gelösten Ende mit seinem Gateanschluss verbunden und die MSL B ist mit dem Drainanschluss verbunden und ein DR wird nah zu der MSL A und B vorgesehen, um sie elektromagnetisch zu koppeln, und eine stabilisierte Schwingungsabgabe wird durch das Hervorrufen eines parallelen Feedbacks von dem Drain zu dem Gate erzielt, und der Mittelpunkt des DR ist am nächsten an die Position gesetzt, an welcher der Abstand von dem gelösten Ende auf der MSL A λg1/4 beträgt, und die HIL ist bloß als Vorspannungsversorgungsleitung mit dem Gateanschluss verbunden, und deshalb kann ohne Verwendung von Drosselschaltungen, die einen relativ großen Bereich auf der herkömmlichen Leiterplatte belegten, ein kleiner und stabiler Mikrowellenoszillator mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden.
  • In einer anderen Konfiguration ist die MSL B, die mit dem Drainanschluss des FET verbunden ist, auch an einem Ende gelöst, und der Mittelpunkt des DR ist am nächsten an die Position gesetzt, an welcher der Abstand von dem gelösten Ende auf der MSL B λg2/4 beträgt, und bloß die HIL ist als Vorspannungsversorgungsleitung mit dem Drainanschluss verbunden, und deshalb kann ohne Verwendung von Drosselschaltungen, durch welche die Vorspannungsversorgungsleitungen sowohl zum Gate- als auch zum Drainanschluss herkömmlicherweise ergänzt werden, die Größe weiter verringert werden.
  • Durch Verwendung eines dieser Mikrowellenoszillatoren in dem lokalen Oszillator für den rauscharmen Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignals, der eine Sonde in dem kreisförmigen Wellenleiter zum Umwandeln des aus einer Satellitensignalempfangsantenne erhaltenen Satellitensignals in einen MSL-Modus, einen rauscharmen Verstärker, einen Mischer, einen lokalen Oszillator und einen ZF-Verstärker umfasst, kann ein kleiner und stabiler rauscharmer Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignals mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden.
  • Durch Verbinden der MSL, die an einem Ende gelöst ist, mit dem Basis- und / oder Kollektoranschluss des Transistors oder mit dem Gate- und / oder Drainanschluss des FET, Setzen des Mittelpunktes des DR am nächsten an die Position, an welcher der Abstand von dem gelösten Ende auf der MSL λg/4 beträgt, und bloßes Verbinden der HIL als Vorspannungsversorgungsleitung mit jedem Anschluss des Transistors oder FETs werden folglich herkömmliche Drosselschaltungen umgangen, und ein kleiner und stabiler Mikrowellenoszillator mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften und ein rauscharmer Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignals durch Verwendung eines solchen Oszillators werden vorgestellt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Schaltplan eines Mikrowellenoszillators in Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 der Erfindung.
  • 2 ist ein Schaltplan eines Mikrowellenoszillators in Ausführungsform 3 und Ausführungsform 4 der Erfindung.
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines Mikrowellenoszillators in Ausführungsform 5 der Erfindung.
  • 4 ist ein Blockdiagramm eines Mikrowellenoszillators in Ausführungsform 6 der Erfindung.
  • 5 ist ein Diagramm, welches Phasenrauscheigenschaften des Mikrowellenoszillators in Ausführungsform 6 der Erfindung zeigt.
  • 6 ist ein Schaltplan eines Mikrowellenoszillators nach dem Stand der Technik.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nachfolgend die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
  • (Ausführungsform 1)
  • Ein Schaltplan eines Mikrowellenoszillators in Ausführungsform 1 der Erfindung wird in 1 gezeigt.
  • Die MSL 4a mit einem gelösten Ende ist mit einem Basisanschluss eines Transistors 1 verbunden, und die HIL 6a und der Gleichstromwiderstand 3b sind in Reihe mit der Seite von Leitung 4a, wie in 1 gezeigt, verbunden, ein Ende des Widerstands 3b ist mit einem Vorspannungsversorgungsanschluss 2 durch den Gleichstromwiderstand 3a verbunden, und eine Vorspannung wird daraus an den Basisanschluss angelegt. Die MSL 4b mit einem gelösten Ende ist, wie im Fall des Basisanschlusses, mit einem Kollektoranschluss des Transistors 1 verbunden und die HIL 6b und der Gleichstromwiderstand 3a sind in Reihe mit der Seite von Leitung 4b, wie in 1 gezeigt, verbunden und werden zu dem Vorspannungsversorgungsanschluss 2 geführt, und eine Vorspannung wird daraus an den Kollektoranschluss angelegt. Der Emitteranschluss ist direkt geerdet. Um die Schwingung zu stabilisieren wird andererseits ein DR 5 so bereitgestellt, dass die Position, an welcher der Abstand von dem gelösten Ende auf der MSL 4a- und der MSL 4b-Leitung L1 und L2 beträgt, am nächsten zum Mittelpunkt des DR 5 sein kann. Durch Setzen von L1 beziehungsweise L2 auf λg1/4 und λg2/4 (λg1 und λg2 sind Leiterwellenlängen von MSL 4a beziehungsweise MSL 4b bei der Resonanzfrequenz von DR 5) werden die MSL 4b, die mit dem Kollektor verbunden ist, und die MSL 4a, die mit dem Basisanschluss verbunden ist, elektromagnetisch durch den DR 5 gekoppelt, und ein paralleles Feedback wird zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors hervorgerufen, und folglich wird eine Mikrowellenschwingung bei einer gewünschten Frequenz durch den DR 5 stabilisiert. Diese Schwingungsleistung wird aus einem Ausgangsanschluss 8 durch einen Gleichstromblockkondensator 7a gewonnen.
  • Angenommen, die Position auf der Leitung 4a, die am nächsten zum Mittelpunkt des DR 5 von dem gelösten Ende der MSL 4a liegt, ist PA, und der Abstand von dem gelösten Ende der Leitung 4a zu der HIL 6a ist x, dann beträgt der Abstand von dem gelösten Ende zu Pa λg1/4 (L1 = λg1/4), und folglich ist die Leitung 4a bei Pa im kurzgeschlossenen Zustand, und bei Betrachtung des gelösten Endes der Leitung 4a von Pa ist die Impedanz Z(Pa) ein ausreichend kleiner Wert. Wenn die HIL 6a an dieser Position von Pa verbunden ist, das heißt, wenn sie auf x = L1 gesetzt ist, ist daher die Impedanz bei Betrachtung der HIL 6a von der Position von Pa aus ein ausreichend großer Wert im Vergleich mit Z(Pa) ohne Verwendung einer Drosselschaltung mit einer Stichleitung 4d entsprechend dem in 6 gezeigten Stand der Technik, und es ist möglich, das Ableiten des elektromagnetischen Mikrowellenfeldes von der MSL 4a zu der HIL 6a ausreichend zu unterdrücken. Daher kann ein kleiner und stabiler Mikrowellenoszillator mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden.
  • 5 zeigt Phasenrauscheigenschaften einer Mikrowellenschwingungsabgabe bei λg1/8, λg1/4 und 3λg1/8. Aus diesem Diagramm ist bekannt, dass die günstigsten Phasenrauscheigenschaften bei L1 = λg1/4 erzielt werden.
  • In dieser Ausführungsform wird ein Spannungsfeedbacksystem in dem Vorspannungsverfahren des Transistors 1 verwendet, aber ähnliche Effekte werden durch ein anderes Vorspannungsverfahren wie zum Beispiel das Stromfeedbacksystem erzielt. Natürlich werden dieselben Effekte durch Verwendung eines Interdigitalfilters durch MSL oder ähnliches in dem Gleichstromblockkondensator 7a erzielt.
  • (Ausführungsform 2)
  • Ein Schaltplan eines Mikrowellenoszillators dieser Ausführungsform ist derselbe wie jener von Ausführungsform 1, der in 1 gezeigt wird. Angenommen, der Abstand von dem gelösten Ende von MSL 4b, die mit einem Kollektoranschluss des Transistors 1 verbunden ist, zu der HIL 6b ist y, und die Position auf der Leitung 4b, die am nächsten zum Mittelpunkt des DR 5 von dem gelösten Ende der MSL 4b liegt, ist Pb, dann beträgt in dieser Ausführungsform der Abstand von dem gelösten Ende zu Pb λg2/4 (L2 = λg2/4, und folglich ist die Leitung bei Pb im kurzgeschlossenen Zustand, und bei Betrachtung des gelösten Endes der Leitung 4b von Pb ist die Impedanz Z(Pb) ein ausreichend kleiner Wert. Wenn die HIL 6b an dieser Position von Pb verbunden ist, das heißt, wenn sie auf y = L2 gesetzt ist, ist daher die Impedanz bei Betrachtung der HIL 6b von der Position von Pb aus, wie in Ausführungsform 1, ein ausreichend großer Wert im Vergleich mit Z(Pb) ohne Verwendung einer Drosselschaltung mit einer Stichleitung 4f entsprechend dem in 6 gezeigten Stand der Technik, und es ist möglich, das Ableiten des elektromagnetischen Mikrowellenfeldes von der MSL 4b zu der HIL 6b ausreichend zu unterdrücken. Daher kann ein kleiner und stabiler Mikrowellenoszillator mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden.
  • Auch in dieser Ausführungsform kann das Vorspannungsverfahren des Transistors 1 und Gleichstromblockkondensators 7a wie in Ausführungsform 1 variiert werden.
  • (Ausführungsform 3)
  • Ein Schaltplan eines Mikrowellenoszillators in Ausführungsform 3 der Erfindung wird in 2 gezeigt. Die MSL 4a mit einem gelösten Ende ist mit einem Gateanschluss von FET 9 verbunden, und die HIL 6a und der Gleichstromwiderstand 3e sind in Reihe mit der Seite von Leitung 4a, wie in 2 gezeigt, verbunden, und ein Ende des Widerstands 3e ist geerdet. Die MSL 4b mit einem gelösten Ende ist, wie im Fall des Gateanschlusses, mit einem Drainanschluss des FET 9 verbunden. Auf einer Seite der Leitung 4b, wie in 2 gezeigt, ist ein Ende der HIL 6b verbunden, und ein Gleichstromwiderstand 3c und der Kondensator 7b sind mit dem anderen Ende verbunden, und der Widerstand 3c wird in einen Vorspannungsversorgungsanschluss 2 geführt, aus dem eine Vorspannung an den FET 9 angelegt wird. Der Kondensator 7b ist zum Erden der Mikrowellenkomponente, die aus der HIL 6b austritt, vorgesehen. Ein Ende einer Impedanzanpassschaltung 10 ist mit einem Sourceanschluss verbunden, und das andere Ende ist mit einem Ausgangsanschluss 8 durch einen Gleichstromblockkondensator 7a verbunden. Auf der Seite der Schaltung 10, wie in 2 gezeigt, sind eine Drosselschaltung, welche die HIL 6c und die Stichleitung 4c umfasst und ein Gleichstromwiderstand 3d in Reihe verbunden, und ein Ende des Widerstands 3d ist geerdet. Um die Schwingung zu stabilisieren, wird andererseits ein DR 5 so bereitgestellt, dass die Position, an welcher der Abstand von dem gelösten Ende auf der MSL 4a- und der MSL 4b-Leitung L1 und L2 beträgt, am nächsten zum Mittelpunkt des DR 5 sein kann. Durch Setzen von L1 beziehungsweise L2 auf λg1/4 und λg2/4 (λg1 und λg2 sind Leiterwellenlängen der MSL 4a beziehungsweise MSL 4b bei der Resonanzfrequenz von DR 5) werden die MSL 4b, die mit dem Drainanschluss verbunden ist, und die MSL 4a, die mit dem Gateanschluss verbunden ist, elektromagnetisch durch den DR 5 gekoppelt, und ein paralleles Feedback wird zwischen dem Drain und dem Gate des FET hervorgerufen, und folglich wird eine Mikrowellenschwingung bei einer gewünschten Frequenz durch den DR 5 stabilisiert. Diese Schwingungsleistung wird aus einem Ausgangsanschluss 8 durch eine Impedanzanpassschaltung 10 und einen Gleichstromblockkondensator 7a gewonnen.
  • Angenommen, die Position auf der Leitung 4a, die am nächsten zum Mittelpunkt des DR 5 von dem gelösten Ende der MSL 4a liegt, ist Pa, und der Abstand von dem gelösten Ende der Leitung 4a zu der HIL 6a ist x, dann beträgt der Abstand von dem gelösten Ende zu PA λg1/4 (L1 = λg1/4), und folglich ist die Leitung 4a bei Pa im kurzgeschlossenen Zustand, und bei Betrachtung des gelösten Endes der Leitung 4a von Pa ist die Impedanz Z(Pa) ein ausreichend kleiner Wert. Wenn die HIL 6a an dieser Position von Pa verbunden ist, das heißt, wenn sie auf x = L1 gesetzt ist, ist daher die Impedanz bei Betrachtung der HIL 6a von der Position von Pa aus ein ausreichend großer Wert im Vergleich mit Z(Pa) ohne Verwendung einer Drosselschaltung mit einem Stichleitung 4d entsprechend dem in 6 gezeigten Stand der Technik, und es ist möglich, das Ableiten des elektromagnetischen Mikrowellenfeldes von der MSL 4a zu der HIL 6a ausreichend zu unterdrücken. Daher kann ein kleiner und stabiler Mikrowellenoszillator mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden.
  • Natürlich werden dieselben Effekte durch Verwendung eines Interdigitalfilters durch MSL oder ähnliches in dem Gleichstromblockkondensator 7a erzielt.
  • (Ausführungsform 4)
  • Ein Schaltplan eines Mikrowellenoszillators dieser Ausführungsform ist derselbe wie jener von Ausführungsform 3, der in 2 gezeigt wird. Angenommen, der Abstand von dem gelösten Ende der MSL 4b, die mit einem Drainanschluss des FET 9 verbunden ist, zu der HIL 6b ist y, und die Position auf der Leitung 4b, die am nächsten zum Mittelpunkt des DR 5 von dem gelösten Ende der MSL 4b liegt, ist Pb, dann beträgt in dieser Ausführungsform der Abstand von dem gelösten Ende zu Pb λg2/4 (L2 = λg2/4), und folglich ist die Leitung 4b bei Pb im kurzgeschlossenen Zustand, und bei Betrachtung des gelösten Endes der Leitung 4b von Pb ist die Impedanz Z(Pb) ein ausreichend kleiner Wert. Wenn die HIL 6b an dieser Position von Pb verbunden ist, das heißt, wenn sie auf y = L2 gesetzt ist, ist daher die Impedanz bei Betrachtung der HIL 6b von der Position von Pb aus, wie in Ausführungsform 3, ein ausreichend großer Wert im Vergleich mit Z(Pb) ohne Verwendung einer Drosselschaltung mit einer Stichleitung 4f entsprechend dem in 6 gezeigten Stand der Technik, und es ist möglich, das Ableiten des elektromagnetischen Mikrowellenfeldes von der MSL 4b zu der HIL 6b ausreichend zu unterdrücken. Daher kann ein kleiner und stabiler Mikrowellenoszillator mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden.
  • Auch in dieser Ausführungsform kann der Gleichstromblockkondensator 7a wie in Ausführungsform 3 variiert werden.
  • (Ausführungsform 5)
  • Ein Blockdiagramm eines rauscharmen Umwandlers zum Empfangen eines Satellitensignals in Ausführungsform 5 der Erfindung wird in 3 gezeigt.
  • Ein Satellitensignal, das durch eine Empfangsantenne empfangen wird, wird in einen kreisförmigen Wellenleiter 20 geführt, durch eine Sonde 11, die im Wellenleiter bereitgestellt ist, in den MSL-Modus umgewandelt und durch einen rauscharmen Verstärker verstärkt, und in einen Mischer 13 gesendet, um auf eine Zwischenfrequenz herunter umgewandelt zu werden. Als ein lokaler Oszillator zum Zuführen eines lokalen Schwingungssignals in den Mischer 13, wird der Mikrowellenoszillator in Ausführungsform 1 verwendet. Das heißt, durch Verbinden der HIL 6a zur Vorspannungsversorgung, die an den Basisanschluss des Transistors 1 von dem gelösten Ende der MSL 4a zu der Position Pa von λg1/4 (x = λg1/4) anzulegen ist, benötigt dieser Mikrowellenoszillator keine Drosselschaltung. In 3 wird das Ausgangssignal des Mikrowellenoszillators von Ausführungsform 1 aus dem Gleichstromblockkondensator 7a in den Mischer 13 durch ein Bandpassfilter 14, das von MSL gebildet wird, zugeführt, und der Vorspannungsversorgungsanschluss 2 des Transistors 1 wird mit einer stabilisierten Gleichstromversorgungsschaltung 16 verbunden. In dem Mischer 13 werden das Satellitensignal und das lokale Schwingungssignal gemischt, und die ZF-Komponente wird aus dem Ausgangsport des Mischers 13 entnommen, in einem ZF-Verstärker 15 verstärkt, und zu einem ZF-Ausgangsanschluss 17 geführt und nach außen abgegeben. Andererseits wird die Gleichspannung, die an die stabilisierte Gleichstromversorgungsschaltung zu liefern ist, auf dem ZF-Ausgangssignal von außen überlagert und wird aus dem Ausgangsanschluss 17 angelegt.
  • Da der Mikrowellenoszillator in Ausführungsform 1 in dem rauscharmen Umwandler zum Empfangen des Satellitensignals als lokaler Oszillator verwendet wird, kann folglich in dieser Ausführungsform ein kleiner und stabiler rauscharmer Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignals mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden.
  • 5 zeigt Phasenrauscheigenschaften einer Mikrowellenschwingungsabgabe bei λg1/8, λg1/4 und 3λg1/8. Aus diesem Diagramm ist bekannt, dass die günstigsten Phasenrauscheigenschaften bei L1 = λg1/4 erzielt werden.
  • (Ausführungsform 6)
  • Ein Blockdiagramm eines rauscharmen Umwandlers dieser Ausführungsform ist dasselbe wie jenes von Ausführungsform 5, das in 3 gezeigt wird.
  • In dieser Ausführungsform wird der Mikrowellenoszillator in Ausführungsform 2 als lokaler Oszillator zum Erzeugen eines lokalen Schwingungssignals verwendet. Das heißt, durch Verbinden der HIL 6b zur Vorspannungsversorgung, die an den Kollektoranschluss des Transistors 1 aus dem gelösten Ende der MSL 4b zu der Position Pb von λg2/4 (y = λg2/4) anzulegen ist, benötigt dieser Mikrowellenoszillator keine Drosselschaltung. Da der Mikrowellenoszillator in Ausführungsform 2 in dem rauscharmen Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignals als lokaler Oszillator verwendet wird, kann in dieser Ausführungsform folglich ein kleiner und stabiler rauscharmer Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignals mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden.
  • (Ausführungsform 7)
  • Ein Blockdiagramm eines rauscharmen Umwandlers zum Empfangen eines Satellitensignals in Ausführungsform 7 der Erfindung wird in 4 gezeigt.
  • Ein Satellitensignal, das durch eine Empfangsantenne empfangen wird, wird in einen kreissförmigen Wellenleiter 20 geführt, durch eine Sonde 11, die in dem Leiter bereitgestellt ist, in den MSL-Modus umgewandelt und durch einen rauscharmen Verstärker verstärkt, und in einen Mischer 13 gesendet, um auf eine Zwischenfrequenz herunter umgewandelt zu werden. Als lokaler Oszillator zum Zuführen eines fokalen Schwingungssignals in den Mischer 13, wird der Mikrowellenoszillator in Ausführungsform 3 verwendet. Das heißt, durch Verbinden der HIL 6a zur Vorspannungsversorgung, die an den Gateanschluss des FET 9 von dem gelösten Ende der MSL 4a zu der Position Pa von λ/4 (x = λg1/4) anzulegen ist, benötigt dieser Mikrowellenoszillator keine Drosselschaltung. In 4 wird das Ausgangssignal des Mikrowellenoszillators von Ausführungsform 3 aus dem Gleichstromblockkondensator 7a in den Mischer 13 durch ein Bandpassfilter 14, das von MSL gebildet wird, zugeführt, und der Vorspannungsversorgungsanschluss 2 des FET 9 wird mit einer stabilisierten Gleichstromversorgungsschaltung 16 verbunden. In dem Mischer 13 werden das Satellitensignal und das lokale Schwingungssignal gemischt, und die ZF-Komponente wird aus dem Ausgangsport des Mischers 13 entnommen, in einem ZF-Verstärker 15 verstärkt, und zu einem ZF-Ausgangsanschluss 17 geführt und nach außen abgegeben. Andererseits wird die Gleichspannung, die an die stabilisierte Gleichstromversorgungsschaltung zu liefern ist, auf dem ZF-Ausgangssignal von außen überlagert und wird aus dem Ausgangsanschluss 17 angelegt.
  • Da der Mikrowellenoszillator in Ausführungsform 3 in dem rauscharmen Umwandler zum Empfangen des Satellitensignals als lokaler Oszillator verwendet wird, kann folglich in dieser Ausführungsform ein kleiner und stabiler rauscharmer Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignals mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden.
  • (Ausführungsform 8)
  • Ein Blockdiagramm eines rauscharmen Umwandlers dieser Ausführungsform ist dasselbe wie jenes von Ausführungsform 7, das in 4 gezeigt wird.
  • In dieser Ausführungsform wird der Mikrowellenoszillator in Ausführungsform 4 als lokaler Oszillator zum Erzeugen eines lokalen Schwingungssignals verwendet. Das heißt, durch Verbinden der HIL 6b zur Vorspannungsversorgung, die an den Drainanschluss des FET 9 von dem gelösten Ende der MSL 4b zu der Position Pb von λg2/4 (y = λg2/4) anzulegen ist, benötigt dieser Mikrowellenoszillator keine Drosselschaltung. Da der Mikrowellenoszillator in Ausführungsform 4 in dem rauscharmen Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignals als lokaler Oszillator verwendet wird, kann in dieser Ausführungsform folglich ein kleiner und stabiler rauscharmer Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignals mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften realisiert werden.
  • Durch Verbinden der MSL, die an einem Ende gelöst ist, mit dem Basis- und / oder Kollektoranschluss des Transistors oder mit dem Gate- und / oder Drainanschluss des FET, Setzen des Mittelpunktes des DR am nächsten an die Position, an welcher der Abstand von dem gelösten Ende auf der MSL λg/4 beträgt und bloßes Verbinden der HIL als Vorspannungsversorgungsleitung mit jedem Anschluss des Transistors oder FET werden herkömmliche Drosselschaltungen umgangen, und ein kleiner und stabiler Mikrowellenoszillator mit ausgezeichneten Phasenrauscheigenschaften und ein rauscharmer Umwandler zum Empfangen eines Satellitensignals durch Verwendung eines solchen Oszillators werden vorgestellt.

Claims (4)

  1. Mikrowellenoszillator zum Hervorrufen eines parallelen Feedbacks aus einem zweiten Anschluss zu einem ersten Anschluss eines Transistors (1), der umfasst: einen dielektrischen Resonator (5) zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenz des Mikrowellenoszillators, eine erste Mikrostreifenleitung (4a) mit einer Länge, die größer als eine erste viertel Leiterwellenlänge (λg1/4) davon ist, wobei ein Ende der ersten Mikrostreifenleitung (4a) direkt an den ersten Anschluss des Transistors (1) gekoppelt ist und das andere Ende der ersten Mikrostreifenleitung (4a) offen ist, und ein Punkt (Pa) auf der ersten Mikrostreifenleitung (4a), der zum Mittelpunkt des dielektrischen Resonators (5) am nächsten ist, sich in einem Abstand (L1) von dem offenen anderen Ende befindet, welcher der ersten viertel Leiterwellenlänge (λg1/4) entspricht; eine zweite Mikrostreifenleitung (4b) mit einer Länge, die größer als eine zweite viertel Leiterwellenlänge (λg2/4) davon ist, wobei ein Ende der zweiten Mikrostreifenleitung (4b) direkt an den zweiten Anschluss des Transistors (1) gekoppelt ist und das andere Ende der ersten Mikrostreifenleitung (4a) offen ist, und ein Punkt (Pb) auf der zweiten Mikrostreifenleitung (4b), der zum Mittelpunkt des dielektrischen Resonators (5) am nächsten ist, sich in einem Abstand (L2) von dem offenen anderen Ende befindet, welcher der zweiten viertel Leiterwellenlänge (λg2/4) entspricht; mindestens eine hochohmige Leitung (6a, 6b) zum Speisen der entsprechenden Vorspannungen zu dem ersten und dem zweiten Anschluss des Transistors (1), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine hochohmige Leitung (6a, 6b) nicht mit entsprechenden Drosselstichleitungen assoziiert ist und jede hochohmige Leitung (6a, 6b) mit dem Punkt (Pa, Pb) auf einer entsprechenden ersten Mikrostreifenleitung (4a, 4b) verbunden ist.
  2. Mikrowellenoszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor (1) ein Bipolartransistor ist, und der erste und der zweite Anschluss des Transistors die Basis beziehungsweise der Kollektor ist.
  3. Mikrowellenoszillator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor (1) ein Feldeffekttransistor ist, und der erste und der zweite Anschluss des Transistors das Gate beziehungsweise der Drain ist.
  4. Rauscharmer Umwandler, der Bestandteil einer Mikrowellenempfangsantenne ist und umfasst: (a) einen Wellenleiter zum Übertragen eines Satellitensignals, das in der Empfangsantenne empfangen wird, (b) eine Wellenleitersonde zum Umwandeln des Satellitensignals in dem Wellenleiter in einen Mikrostreifenleitungsmodus, (c) einen rauscharmen Verstärker, dessen Eingangsanschluss an die Wellenleitersonde gekoppelt ist, (d) einen Mischer zum Empfangen eines Ausgangssignals des rauscharmen Verstärkers, und (e) einen lokalen Oszillator, dessen Ausgangsanschluss an den Mischer gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der lokale Oszillator den Mikrowellenoszillator nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aufweist.
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