一種毫米波基頻振蕩電路及毫米波振蕩器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)適用于射頻通信領(lǐng)域，提供了一種毫米波基頻振蕩電路及毫米波振蕩器，該電路包括：旁路電容C1，其一端連接電源電壓，另一端接地；輸出匹配單元，其電源端與C1的一端連接；負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元；緩沖單元；電感變壓?jiǎn)卧涞谝弧⒍M第一端與負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元的第二、一控制端連接，其第一、二組第二端與負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元的第一、二輸入端連接，其第一、二組第一端還與緩沖單元的第二、一控制端連接，其第一、二組第三端與緩沖單元的第一、二輸入端連接，其輸出端與輸出匹配單元的輸入端連接。本實(shí)用新型專利技術(shù)利用輸出緩沖級(jí)電感與諧振回路電感的耦合效應(yīng)，以及開關(guān)器件柵端與漏端電感的耦合效應(yīng)，來提高振蕩器的輸出頻率和能量。

Millimeter wave fundamental frequency oscillation circuit and millimeter wave oscillator

The utility model is suitable for RF communication field, provides a millimeter wave frequency oscillation circuit and millimeter wave oscillator, the circuit includes a bypass capacitor C1, which is connected with the power supply voltage, the other end is grounded; the output end of the power supply end of the matching unit, and C1 unit connection; negative resistance; buffer unit; the inductance transformation unit, the first and the two group of the first end and the negative resistance effect generation unit second, a control terminal connected with the first and two groups of the second ends of the negative resistance effect of the first generating unit, connected to the two inputs, the first and the two group is second, a buffer unit and a control terminal connected the first and two groups, and the third end of the first and two buffer unit is connected with the input end, and the output end of the output matching unit is connected with the input terminal. The utility model improves the output frequency and energy of the oscillator by using the coupling effect of the inductance of the output buffer stage and the inductance of the resonant circuit, and the coupling effect of the gate end and the leakage inductance of the switching device.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于射頻通信領(lǐng)域，尤其涉及一種毫米波基頻振蕩電路及毫米波振蕩器。
技術(shù)介紹
隨著新興無線通信和毫米波雷達(dá)的快速發(fā)展，作為通信與雷達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件振蕩器，也隨之要求具有更低的相位噪聲、更高的輸出頻率和更大的輸出功率，來提高其性能。高頻周期信號(hào)通常可以直接從基頻振蕩器或者超諧波振蕩器獲得，由于CMOS工藝的發(fā)展，隨著MOS器件尺寸的減少，其ft和fmax都得到了較大的提升，但是目前的振蕩器還無法直接提供毫米波頻段的基頻振蕩信號(hào)，目前毫米波頻段的基頻振蕩信號(hào)通常是利用器件的非線性，提取偶次諧波或者更高次諧波的振蕩器來獲得。而現(xiàn)有推挽結(jié)構(gòu)的毫米波振蕩器的輸出功率較小，功耗較大，無法滿足高品質(zhì)毫米波雷達(dá)的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)實(shí)施例的目的在于提供一種毫米波基頻振蕩電路，旨在解決現(xiàn)有毫米波振蕩器的輸出功率小、功耗大的問題。本技術(shù)實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種毫米波基頻振蕩電路，所述電路包括：旁路電容C1，所述旁路電容C1的一端連接電源電壓，所述旁路電容C1的另一端接地；使振蕩器的二次諧波輸出能量最大的輸出匹配單元，所述輸出匹配單元的電源端與所述旁路電容C1的一端連接，所述輸出匹配單元的輸出端輸出毫米波振蕩信號(hào)；利用交叉耦合的對(duì)管產(chǎn)生負(fù)阻效應(yīng)來補(bǔ)償諧振回路的損耗的負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元；利用開關(guān)管生成緩沖級(jí)輸出信號(hào)的緩沖單元；利用電感形成變壓器結(jié)構(gòu)來降低開關(guān)管的寄生電容，并將所述緩沖級(jí)輸出信號(hào)反饋回給諧振回路，以提高振蕩器的工作頻率及輸出功率的電感變壓?jiǎn)卧鲭姼凶儔簡(jiǎn)卧牡谝唤M第一端、第二組第一端分別與所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元的第二控制端、第一控制端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧牡?span style='display:none'>一組第二端、第二組第二端分別與所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元的第一輸入端、第二輸入端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第一端、第二組第一端還分別與所述緩沖單元的第二控制端、第一控制端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第三端、第二組第三端分別與所述緩沖單元的第一輸入端、第二輸入端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧妮敵龆伺c所述輸出匹配單元的輸入端連接。進(jìn)一步地，所述輸出匹配單元包括：共面波導(dǎo)和電容C2；所述共面波導(dǎo)的一端為所述輸出匹配單元的電源端，所述共面波導(dǎo)的另一端為所述輸出匹配單元的輸入端與所述電容C2的一端連接，所述電容C2的另一端為所述輸出匹配單元的輸出端。更進(jìn)一步地，所述輸出匹配單元包括：微帶線和電容C2；所述微帶線的一端為所述輸出匹配單元的電源端，所述微帶線的另一端為所述輸出匹配單元的輸入端與所述電容C2的一端連接，所述電容C2的另一端為所述輸出匹配單元的輸出端。更進(jìn)一步地，所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元包括：第一開關(guān)管和第二開關(guān)管；所述第一開關(guān)管的控制端和所述第二開關(guān)管的控制端分別為所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元第一控制端和第二控制端；所述第一開關(guān)管的電流輸入端和所述第二開關(guān)管的電流輸入端分別為所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元第一輸入端和第二輸入端；所述第一開關(guān)管的電流輸出端和所述第二開關(guān)管的電流輸出端同時(shí)接地。更進(jìn)一步地，所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管為有源開關(guān)器件。更進(jìn)一步地，所述緩沖單元包括：第三開關(guān)管、第四開關(guān)管；所述第三開關(guān)管的控制端和所述第四開關(guān)管的控制端分別為所述緩沖單元第一控制端和第二控制端；所述第三開關(guān)管的電流輸入端和第四開關(guān)管的電流輸入端分別為所述緩沖單元第一輸入端和第二輸入端；所述第三開關(guān)管的電流輸出端和所述第四開關(guān)管的電流輸出端同時(shí)接地。更進(jìn)一步地，所述第三開關(guān)管和所述第四開關(guān)管為有源開關(guān)器件。更進(jìn)一步地，所述電感變壓?jiǎn)卧ǎ弘姼蠰1、電感L2、電感L3、電感L1＇、電感L2＇、電感L3＇；其中，所述電感L1與所述電感L2形成耦合，所述電感L1＇與所述電感L2＇形成耦合，耦合系數(shù)均為K2；所述電感L2與所述電感L3形成耦合，所述電感L2＇與電感L3＇形成耦合，耦合系數(shù)均為K1；所述電感L1、所述電感L2、所述電感L3的同名端分別為所述電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第一端、第一組第二端、第一組第三端，所述電感L1、所述電感L2、所述電感L3的異名端分別與所述電感L1＇、所述電感L2＇、所述電感L3＇的異名端對(duì)應(yīng)連接，所述電感L1＇、所述電感L2＇、所述電感L3＇的同名端分別為所述電感變壓?jiǎn)卧牡诙M第一端、第二組第二端、第二組第三端，所述電感L1、所述電感L2、所述電感L3、所述電感L1＇、所述電感L2＇、所述電感L3＇的異名端同時(shí)為所述電感變壓?jiǎn)卧妮敵龆恕８M(jìn)一步地，所述電感L1、電感L2、電感L3形成平面耦合結(jié)構(gòu)。本技術(shù)實(shí)施例的另一目的在于，提供一種采用上述毫米波基頻振蕩電路的毫米波振蕩器。本技術(shù)實(shí)施例利用交叉耦合的對(duì)管產(chǎn)生負(fù)阻效應(yīng)來補(bǔ)償諧振回路的損耗，利用電感形成變壓器結(jié)構(gòu)來降低開關(guān)管的寄生電容，并將所述緩沖級(jí)輸出信號(hào)反饋回給諧振回路，以提高振蕩器的工作頻率及輸出功率，從而提高毫米波振蕩器的效率，降低毫米波振蕩器的功耗，并且適于低電壓應(yīng)用，能夠滿足高品質(zhì)毫米波雷達(dá)的要求。附圖說明圖1為本技術(shù)實(shí)施例提供的毫米波基頻振蕩電路的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本技術(shù)實(shí)施例提供的毫米波基頻振蕩電路中電感變壓?jiǎn)卧慕Y(jié)構(gòu)圖；圖3為本技術(shù)實(shí)施例提供的毫米波振蕩器的輸出頻譜圖。具體實(shí)施方式為了使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本技術(shù)，并不用于限定本技術(shù)。此外，下面所描述的本技術(shù)各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。本技術(shù)實(shí)施例利用交叉耦合的對(duì)管產(chǎn)生負(fù)阻效應(yīng)來補(bǔ)償諧振回路的損耗，利用電感形成變壓器結(jié)構(gòu)來降低開關(guān)管的寄生電容，并將所述緩沖級(jí)輸出信號(hào)反饋回給諧振回路，以提高振蕩器的工作頻率及輸出功率，從而提高毫米波振蕩器的效率，降低毫米波振蕩器的功耗，并且適于低電壓應(yīng)用，能夠滿足高品質(zhì)毫米波雷達(dá)的要求。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述：圖1示出了本技術(shù)實(shí)施例提供的毫米波基頻振蕩電路的結(jié)構(gòu)，為了便于說明，僅示出了與本技術(shù)相關(guān)的部分。作為本技術(shù)一實(shí)施例，該毫米波基頻振蕩電路可以應(yīng)用于任何毫米波振蕩器中，包括：旁路電容C1，旁路電容C1的一端連接電源電壓，旁路電容C1的另一端接地；輸出匹配單元11，用于使振蕩器的二次諧波輸出能量最大，輸出二次諧波2f0，其中f0為基波頻率，輸出匹配單元的電源端與旁路電容C1的一端連接，輸出匹配單元的輸出端輸出毫米波振蕩信號(hào)；負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元12，用于利用交叉耦合的對(duì)管產(chǎn)生負(fù)阻效應(yīng)來補(bǔ)償諧振回路的損耗；緩沖單元13，用于利用開關(guān)管生成緩沖級(jí)輸出信號(hào)；電感變壓?jiǎn)卧?4，用于利用電感形成變壓器結(jié)構(gòu)來降低開關(guān)管的寄生電容，并將緩沖級(jí)輸出信號(hào)反饋回給諧振回路，以提高振蕩器的工作頻率及輸出功率，電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第一端、第二組第一端分別與負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元的第二控制端、第一控制端連接，電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第二端、第二組第二端分別與負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元的第一輸入端、第二輸入端連接，電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第一端、第二組第一端還分別與緩沖單元的第二控制端、第一控制端連接，電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第三端、第二組第三端分別與緩沖單元的第一輸入端、第二輸入端連接，電感變壓?jiǎn)卧妮敵龆伺c本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種毫米波基頻振蕩電路，其特征在于，所述電路包括：旁路電容C1，所述旁路電容C1的一端連接電源電壓，所述旁路電容C1的另一端接地；使振蕩器的二次諧波輸出能量最大的輸出匹配單元，所述輸出匹配單元的電源端與所述旁路電容C1的一端連接，所述輸出匹配單元的輸出端輸出毫米波振蕩信號(hào)；利用交叉耦合的對(duì)管產(chǎn)生負(fù)阻效應(yīng)來補(bǔ)償諧振回路的損耗的負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元；利用開關(guān)管生成緩沖級(jí)輸出信號(hào)的緩沖單元；利用電感形成變壓器結(jié)構(gòu)來降低開關(guān)管的寄生電容，并將所述緩沖級(jí)輸出信號(hào)反饋回給諧振回路，以提高振蕩器的工作頻率及輸出功率的電感變壓?jiǎn)卧鲭姼凶儔簡(jiǎn)卧牡谝唤M第一端、第二組第一端分別與所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元的第二控制端、第一控制端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第二端、第二組第二端分別與所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元的第一輸入端、第二輸入端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第一端、第二組第一端還分別與所述緩沖單元的第二控制端、第一控制端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第三端、第二組第三端分別與所述緩沖單元的第一輸入端、第二輸入端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧妮敵龆伺c所述輸出匹配單元的輸入端連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種毫米波基頻振蕩電路，其特征在于，所述電路包括：旁路電容C1，所述旁路電容C1的一端連接電源電壓，所述旁路電容C1的另一端接地；使振蕩器的二次諧波輸出能量最大的輸出匹配單元，所述輸出匹配單元的電源端與所述旁路電容C1的一端連接，所述輸出匹配單元的輸出端輸出毫米波振蕩信號(hào)；利用交叉耦合的對(duì)管產(chǎn)生負(fù)阻效應(yīng)來補(bǔ)償諧振回路的損耗的負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元；利用開關(guān)管生成緩沖級(jí)輸出信號(hào)的緩沖單元；利用電感形成變壓器結(jié)構(gòu)來降低開關(guān)管的寄生電容，并將所述緩沖級(jí)輸出信號(hào)反饋回給諧振回路，以提高振蕩器的工作頻率及輸出功率的電感變壓?jiǎn)卧鲭姼凶儔簡(jiǎn)卧牡谝唤M第一端、第二組第一端分別與所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元的第二控制端、第一控制端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第二端、第二組第二端分別與所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元的第一輸入端、第二輸入端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第一端、第二組第一端還分別與所述緩沖單元的第二控制端、第一控制端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧牡谝唤M第三端、第二組第三端分別與所述緩沖單元的第一輸入端、第二輸入端連接，所述電感變壓?jiǎn)卧妮敵龆伺c所述輸出匹配單元的輸入端連接。2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述輸出匹配單元包括：共面波導(dǎo)和電容C2；所述共面波導(dǎo)的一端為所述輸出匹配單元的電源端，所述共面波導(dǎo)的另一端為所述輸出匹配單元的輸入端與所述電容C2的一端連接，所述電容C2的另一端為所述輸出匹配單元的輸出端。3.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述輸出匹配單元包括：微帶線和電容C2；所述微帶線的一端為所述輸出匹配單元的電源端，所述微帶線的另一端為所述輸出匹配單元的輸入端與所述電容C2的一端連接，所述電容C2的另一端為所述輸出匹配單元的輸出端。4.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元包括：第一開關(guān)管和第二開關(guān)管；所述第一開關(guān)管的控制端和所述第二開關(guān)管的控制端分別為所述負(fù)阻效應(yīng)產(chǎn)生單元第一控制端和第二控制端；所述第一...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周海峰，丁慶，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳市華訊方舟微電子科技有限公司，華訊方舟科技有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：廣東;44