微帶壓控振蕩器設(shè)計與仿真蔣本林

1、微帶壓控振蕩器設(shè)計與仿真蔣本林(中國工程物理研究院電子工程研究所，四川綿陽621900)摘要：介紹了S波段微帶壓控振蕩器的設(shè)計方法，并使用微波仿真軟件Serenade8.5對振蕩器進(jìn)行仿真分析，給出了仿真和實際電路的結(jié)果。關(guān)鍵詞：微帶壓控振蕩器；調(diào)諧電路；設(shè)計；仿真一、振蕩器原理分析一定電路組態(tài)下的微波晶體管，可視為一個二端口網(wǎng)絡(luò)，在適當(dāng)端接下，由于其非線性負(fù)阻特性，構(gòu)成雙端口負(fù)阻振蕩器［１］。為了產(chǎn)生并維持振蕩，振蕩回路必須形成負(fù)

2、阻，即散射參數(shù)S11和S22均應(yīng)大于1，穩(wěn)定系數(shù)k＜1，利用電路的潛在不穩(wěn)定性，振蕩器就能滿足振蕩條件，產(chǎn)生自激振蕩。1.振蕩條件一個雙端口負(fù)阻振蕩器等效網(wǎng)絡(luò)如圖1，它包含晶體三極管、諧振網(wǎng)絡(luò)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)。晶體三極管的散射矩陣［S］用S11、S12、S21、S22表示，設(shè)2個端口上聯(lián)接的傳輸線特性阻抗都為Z0，線長都為零，其輸入阻抗為Ｚm=Rin＋jXin，輸入端反射系數(shù)為Γ1，看向諧振網(wǎng)絡(luò)的阻抗為Ｚg=Rg＋jＸg相應(yīng)的反射系數(shù)為

3、Γg，圖中同時示出了輸出阻抗、輸出端反射系數(shù)、負(fù)載阻抗及負(fù)載反射系數(shù)。設(shè)雙端口網(wǎng)絡(luò)的入射波為a1、a2，反射波為b1、b2，雙端口網(wǎng)絡(luò)的散射參數(shù)定義為二、微帶壓控振蕩器電路設(shè)計分析由于微波仿真軟件的不斷完善，以及能夠提供精確的元器件模型，目前在微波電路設(shè)計中，已得到廣泛應(yīng)用。本電路采用Asoft公司的微波仿真軟件Serenade8.5來設(shè)計。要設(shè)計的振蕩器的技術(shù)指標(biāo)為：工作頻段S波段，帶寬fo10MHz，輸出功率不小于100mW，雜

4、波抑制比大于60dBc。1微帶振蕩器電路構(gòu)成為了獲得大的輸出功率，采用了共發(fā)射極串聯(lián)反饋振蕩器電路［２］，如圖2所示，圖中省略了直流偏置電路。(1)振蕩管的選擇根據(jù)工作頻率和輸出功率要求，選擇Agilent公司硅雙極晶體管AT42070，其fT=8GHz，工作在2GHz時P1dB＝21dBm，噪聲系數(shù)為1.9dB。AT42070的S參數(shù)如表1所示。(2)變?nèi)荻O管的選擇壓控振蕩器頻率的改變是借助變?nèi)荻O管電容的改變來完成的，因此壓