Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ по подписке
Излучающий элемент ITMLA

Конструкция генератора Х-диапазона с диэлектрическим резонатором и отрицательной проводимостью

С. С. Олокид, С. Б. Б. М. Заки, Н. М. Махюддин, М. Ф. Аин, З. А. Ахмад

Аннотация


В статье разработан и реализован планарный перестраиваемый СВЧ-генератор Х-диапазона с низким уровнем фазового шума, использующий диэлектрический резонатор (ДР) с оригинальным питанием и одним транзистором. Предлагается керамический ДР на основе сложного оксида ZrSnTi с диэлектрической проницаемостью, равной 95, который заключен в металлическую полость и имеет собственную добротность, равную 5000 на частоте 10 ГГц. Связь резонансной частоты с геометрическими параметрами устанавливается путем использования метода компенсации на основе двойной обратной связи с отрицательной проводимостью, выходы которой объединяются посредством делителя мощности Вилкинсона. Генератор с ДР и обратной связью с параллельными линиями связи встраивается в многослойную СВЧ-плату посредством использования технологии фотолитографии. Этот генератор включает псевдоморфный малошумящий усилитель на базе pHEMT транзистора. Проведены измерения предлагаемого генератора с механической подстройкой. Полученные результаты показывают, что ДР резонирует на волне типа ТЕ01δ с частотой 10 ГГц. Измеренный фазовый шум генератора составил –81,03 дБн/Гц при смещении 100 кГц.

Ключевые слова


генератор с диэлектрическим резонатором; обратная связь; отрицательная проводимость; параллельная связь; фазовый шум

Полный текст:

PDF

Литература


Razavi, B. Challenges in portable RF transceiver design. IEEE Circuits Devices Mag., vol. 12, No. 5, pp. 12-25, Sept. 1996. DOI: https://doi.org/10.1109/101.537352.

GED 2013. Dielectric Resonator Oscillator (DRO Information). General Electronic Devices. URI: http://www.gedlm.com/DRO.

Wan, J. Design of a 5.305 GHz dielectric resonator oscillator with simulation and optimization. J. Electronic Science Technol. China, vol. 6, No. 3, pp. 342-345, 2008. URI: http://manu50.magtech.com.cn/Jwk_jest/EN/Y2008/V6/I3/342.

Yan, Guoguang. The design of the Ku band dielectric resonator oscillator. Proc. of Int. Conf. on Electronic Packaging Technology & High Density Packaging, ICEPT-HDP, 28-31 Jul. 2008, Shanghai, China. IEEE, 2008, pp. 1-3. DOI: https://doi.org/10.1109/ICEPT.2008.4607000.

Sun, B.; Wu, Y.; Luo, B.; Du, G. Design of 5.8 GHz dielectric resonator oscillator applied in electronic toll collection. Proc. of 5 Int. Conf. on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, WiCom, 24-26 Sept. 2009, Beijing, China. IEEE, 2009, pp. 1-3. DOI: https://doi.org/10.1109/WICOM.2009.5303409.

Tanaka, T.; Aikawa, M. A K-band push-push oscillator using dielectric resonator. Proc. of 13 Int. Symp. on Antenna Technology and Applied Electromagnetics and the Canadian Radio Science Meeting, ANTEM/URSI, 15-18 Feb. 2009, Toronto, ON, Canada. IEEE, 2009, pp. 1-4. DOI: https://doi.org/10.1109/ANTEMURSI.2009.4805120.

Y. Du, Z.-X. Tang, B. Zhang, P. Su, “K-band harmonic dielectric resonator oscillator using parallel feedback structure,” PIER Lett., Vol. 34, p. 83-90, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.2528/PIERL12061108.

Liu, Han-Li; Wang, Lang; Lin, Guo-Wei. Design of a K-band push-push dielectric resonator oscillator. Proc. of Int. Workshop on Electromagnetics; Applications and Student Innovation, iWEM, 6-9 Aug. 2012, Chengdu, Sichuan, China. IEEE, 2012, pp. 1-2. DOI: https://doi.org/10.1109/iWEM.2012.6320369.

Xia, Q.; Tang, Z.; Zhang, B. Design of a 17.4GHz push-push dielectric resonator oscillator. Proc. of Int. Conf. on Microwave and Millimeter Wave Technology, ICMMT, 8-11 May 2010, Chengdu, China. IEEE, 2010, pp. 532-535. DOI: https://doi.org/10.1109/ICMMT.2010.5525221.

Su, P.; Tang, Z.-X.; Zhang, B. Push-push dielectric resonator oscillator using substrate integrated waveguide power combiner. PIER Lett., Vol. 30, p. 105-113, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.2528/PIERL11122302.

Fusco, V. F.; Dearn, A. Dielectric Resonator Oscillators. Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, 1999.

Sinnesbichler, F. X.; Hautz, B.; Olbrich, G. R. A Si/SiGe HBT dielectric resonator push-push oscillator at 58 GHz. IEEE Microwave Guided Wave Lett., vol. 10, no. 4, pp. 145-147, Apr. 2000. DOI: https://doi.org/10.1109/75.846927.

Ishihara, O.; Mori, T.; Sawano, H.; Nakatani, M. A highly stabilized GaAs FET oscillator using a dielectric resonator feedback circuit in 9-14 GHz. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 28, no. 8, pp. 817-824, Aug 1980. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1980.1130177.

Abe, H.; Takayama, Y.; Higashisaka, A.; Takamizawa, H. A highly stabilized low-noise GaAs FET integrated oscillator with a dielectric resonator in the C band. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 26, no. 3, pp. 156-162, Mar 1978. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1978.1129336.

Ogawa, K.; Ikeda, H.; Ishizaki, T.; Hashimoto, K.; Ota, Y. 25 GHz dielectric resonator oscillator using an AlGaAs/GaAs HBT. Electron. Lett., vol. 26, no. 18, pp. 1514-1516, 30 Aug. 1990. DOI: https://doi.org/10.1049/el:19900972.

Llopis, O.; Dienot, J.-M.; Verdier, J.; Plana, R.; Gayral, M.; Graffeuil, J. Analytic investigation of frequency sensitivity in microwave oscillators: Application to the computation of phase noise in a dielectric resonator oscillator. Annales Des Télécommunications, Vol. 51, No. 3-4, pp. 121-129, 1996. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02995502.

Herczfeld, P. R.; Daryoosh, A.; D’Ascenzo, C.; Contarino, M.; Rosen, A. Optically tuned and FM modulated X-band dielectric resonator oscillator. Proc. of 14th European Microwave Conf., 10-13 Sept. 1984, Liege, Belgium. IEEE, 1984, pp. 268-273. DOI: https://doi.org/10.1109/EUMA.1984.333407.

Makino, T.; Hashima, A. A highly stabilized MIC Gunn oscillator using a dielectric resonator. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 27, no. 7, pp. 633-638, Jul. 1979. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.1979.1129692.

Mizan, M. A.; Sturzebecher, D.; Higgins, T.; Paolella, A. An X-band, high power dielectric resonator oscillator for future military systems. IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics, Frequency Control, vol. 40, no. 5, pp. 483-487, Sept. 1993. DOI: https://doi.org/10.1109/58.238099.

Kishk, A. A.; Glisson, A. W.; Junker, G. P. Bandwidth enhancement for split cylindrical dielectric resonator antennas. PIER, Vol. 33, pp. 97-118, 2001. DOI: https://doi.org/10.2528/PIER00122803.

Petosa, A. Dielectric Resonator Antenna Handbook. Artech House, 2007.

Shen, T.; Zaki, K. A.; Wang, C. Tunable dielectric resonators with dielectric tuning disks. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 48, no. 12, pp. 2439-2445, Dec. 2000. DOI: https://doi.org/10.1109/22.898995.

Shen, T.; Zaki, K. A.; Wang, C.; Deriso, J. Tunable dielectric resonators with dielectric tuning disks in cylindrical enclosures. Proc. of IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig., 11-16 June 2000, Boston, MA, USA. IEEE, 2000, vol. 3, pp. 1441-1444. DOI: https://doi.org/10.1109/MWSYM.2000.862245.

Vendelin, G. D.; Pavio, A. M.; Rohde, U. L. Microwave Circuit Design Using Linear and Nonlinear Techniques. New York: Wiley, 1990.

Vendelin, G. D.; Pavio, A. M.; Rohde, U. L. Microwave Circuit Design Using Linear and Nonlinear Techniques, 2nd ed. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2005. DOI: https://doi.org/10.1002/0471715832.

Bahl, I. J.; Bhartia, P. Microwave Solid State Circuit Design. New York: Wiley, 1988.




DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347017090059

Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.





© Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2004–2017
При копировании активная ссылка на материал обязательна
ISSN 2307-6011 (Online), ISSN 0021-3470 (Print)
т./ф. +38044 204-82-31, 204-90-41
Условия использования сайта