Горюнов І. В., Мякіньков В. Ю., Мальцев В. А., Рудий Ю. Б., Тиртишніков А. В. ФГУП «НПП« ІСТОК »191120, Росія, Московська обл., М. Фрязіно, вул. Вокзальна, д. 2 тел. (095) 465-88-87, (095) 465-86-96, e-mail: iv_gorunov@mail.ru

Анотація – Розглянуто ряд перебудовуються СВЧ генераторів з низьким рівнем фазових шумів. Представлені основні характеристики генераторів і наведено їх схемотехнічні рішення.

I. Вступ

Подальше підвищення вихідних та експлутація-онних характеристик генераторів НВЧ – діапазону і раніше є одним з основних напрямків у створенні сучасних систем зв’язку. Широке поширення монолітних СВЧ генераторів а також складних мікросхем включають в себе подібні генератори дозволило значно знизити масогабаритні показники різних категорій радіо та електротехнічної апаратури, підвищити їх КПД і зробити її більш доступною для широкого використання. Тим не менш, залишається актуальною необхідність у створенні широкосмугових СВЧ генераторів з високою лінійністю перебудовної характеристики, з малими габаритними розмірами і низьким рівнем частотних шумів при досить високому значенні середньої крутизни перебудови. Потреба в таких генераторах визначається подальшим зростанням технічних вимог пред’являються до вихідних параметрах СВЧ синтезаторів частоти і пристроїв на їх основі.

II. Основна частина

Розроблений ряд дозволяє повністю перекрити діапазон частот від 100 МГц до 5 ГГц генераторами зі смугою перебудови від 20 до 150% володіють щільністю потужності частотно-фазових шумів не гірше -90 дБ / Гц при відбудові від несучої на 10 кГц в діапазоні керуючих напруг від 0 до 20 В і перепаді крутизни електричної перебудови не більше 4.

Основні характеристики генераторів діапазону частот 110-1210 МГц і їх схема представлені в таблиці 1.

Кількість літер

5

Діапазон AFpa6. МГц

110-1210

Крутизна S, МГц / В

6-37

Перепад крутизни AS.

1,5.3

Рівень частотних шумів на 10 кГц, дБ / Гц

<-95…<-105

Вихідна потужність Рвих, мВт.

40-60

Основні характеристики генераторів діапазону частот 1200-3900 МГц та їх схема представлені в таблиці 2.

Кількість літер

7

Діапазон AFpa6. МГц

1200-3900

Крутизна S, МГ ц / В

12-38

Перепад крутизни AS.

2…4

Рівень частотних шумів на 10 кГц, дБ / Гц

< – 95..-100

Вихідна потужність Рвих, мВт.

13-40

Основні характеристики генераторів діапазону частот 3800 – 5000 МГц. і їх схема представлені в таблиці 3.

Кількість літер

4

Діапазон AFpa6. МГц

3800 – 5000

Крутизна S, МГ ц / В

15-60

Перепад крутизни AS.

3

Рівень частотних шумів на 10 кГц, дБ / Гц

<-90

Вихідна потужність Рвих, мВт.

13-40

Представлені схеми є варіаціями генератора Колпиц. Такі генератори характеризується наявністю ємнісного дільника в колі зворотного зв’язку та індуктивного резонансної ланцюгом. Залежно від діапазону генеруються частот паралельний резонатор складається з індуктора і ємнісний варактора-ної ланцюга включався в різні електроди транзистора. Основною властивістю паралельного резонатора в генераторі Колпиц є індуктивний імпеданс на частоті генерації. Тому частота генерації такого генератора завжди нижче резонансної частоти паралельного резонансного контура. Резонансний контур складається з варакторного діода й індуктивності, що виконується на полікоровой підкладці у вигляді микрополосковой лінії. Хороші результати отримані при використанні чип – індуктивностей. При паралельному резонансі гілку резонатора має високий опір і працює як смугово-загороджуючий фільтр. Схема Колріца вважається малошумливий і тим не менш дозволяє отримати смуги перебудови до 150%.

Низькочастотний діапазон реалізований з використанням біполярного транзистора 2Т657. У діапазоні частот 1,5 – 5 ГГц використовувався біполярний транзистор 2Т643. Генератори успішно реалізуються як на підкладці з Полікор розміром 10x12x1 так і на текстоліті з розмірами 15x14x1. При створенні генераторів використовувалася імпортна пасивна елементна база та імпортні варактори. Особливі вимоги пред’являються до рівня частотних шумів генераторів припускали вибір варакторного діода поєднує в собі мале послідовний опір, великий коефіцієнт перекриття малогабаритний корпус і необхідний діапазон ємностей. Хороші результати були отримані при використанні варакторних діодів фірми Infineon Technologies ряду ВВ535 … ВВ857 в корпусах SOD323 і SCD80. При живленні від джерела 9 В генератори споживають ток

44 мА. Робочий діапазон температур -40 +60 ° С. при відносній нестабільності частоти в цьому діапазоні не гірше +3> <10 ‘3.

I. Висновок

Розроблений ряд генераторів дозволяє підвищити якісні та експлуатаційні характеристики синтезаторів частоти побудованих на їх основі за рахунок більш простих схемних рішень при збереженні якості вихідного сигналу, а також суттєво розширити номенклатуру вітчизняних виробів такого типу.

A SERIES OF TUNABLE MICROWAVE PHASE LOW NOISE OSCILLATORS

Goryunov I. V, Myakinkov V. Yu, Maltsev V. A.,

Rudy Yu. B., Tyrtyshnikov A. V.

Federal State Unitary Enterprise

«Research and Production Corporation «ISTOK» (FSUE «RPC»ISTOK»)

2a Vokzalnaya str., Fryazino – 191120,

Moscow Region, Russia Tel.: (095)465-88-87,(095)465-86-96 e-mail: iv_gorunov@mail.ru

Abstract – A series of tunable microwave phase low noise oscillators Is reviewed. In this paper we demonstrate the basic performances of oscillators and their circuitry solutions.

I.  Introduction

The further increase of output and operation conditions of microwave oscillators is one of main directions in creation of modern communications systems. The widespread occurrence of monolithic microwave oscillators and composite microcircuits including similar microwave oscillators has allowed to considerably lower mass – dimensional parameters of different categories of wireless and electrotechnical instrumentation, to increase their efficiency and to make it by more accessible for wide usage.

II.  Main part

The designed series allows to completely bridge over frequency band from 100MHz up to 5GHz by oscillators with a tunable band from 20 up to 150 % and having a phase-noise no more -90 dBc\Hz at 10 kHz frequency.

The basic performances of oscillators from 110 up to 1210 MHz and their circuitry are shown in the table 1.

The basic performances of oscillators from 1200 up to 3900 MHz and their circuitry are show in the table 2.

The basic performances of oscillators from 3800 up to 5000 MHz and their circuitry are shown in the table 3.

The Kolpit’s oscillatorare are introduced. These oscillators include capacitive divisor in a feedback loop and magnetic resonant circuit. Depending on range of oscillator frequencies the parallel resonator consisting of inducer and capacitive varactor is used in different welding rods. The basic property of parallel resonator in the Kolpit’s oscillator is the magnetic impedance on oscillator frequency. Therefore the frequency range of this oscillator is always lower than resonance frequency of parallel resonant circuit. The good results are obtained at the use of self- inductions chip – coefficient. The resonator branch has high resistivity and operates as rejector. The Kolpit’s allows to receive bands of rearrangement up to 150%. The low frequency band is realized using bipolar transistors 2T657. Within the frequency band of 1,5- 5 GHz bipolar transistors 2T643 were used. The oscillators are realized both on polycortex substrates with dimensions 10x12x1 and termazote substrates with dimensions 15x14x1. The range of temperatures from -40 up to+60°C at the relative frequency instability in this band is no more ±3><1 O’3.

III.  Conclusion

The designed series of oscillators allows to increase qualitative and operating characteristics of frequency synthesizers designed on their basis. It is essential to expand the nomenclature of domestic items of such type.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»