Конструкция генератора Х-диапазона с диэлектрическим резонатором и отрицательной проводимостью

Автор(и)

  • С. С. Олокид журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Малайзія
  • С. Б. Б. М. Заки Малазийский университет наук, Малайзія https://orcid.org/0000-0003-2510-2874
  • Н. М. Махюддин Малазийский университет наук, Малайзія
  • М. Ф. Аин Малазийский университет наук, Малайзія
  • З. А. Ахмад Малазийский университет наук, Малайзія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347017090059

Ключові слова:

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

Анотація

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.

Посилання

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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-09-25

Як цитувати

Олокид, С. С., Заки, С. Б. Б. М., Махюддин, Н. М., Аин, М. Ф., & Ахмад, З. А. (2017). Конструкция генератора Х-диапазона с диэлектрическим резонатором и отрицательной проводимостью. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 60(9), 531–544. https://doi.org/10.20535/S0021347017090059

Номер

Том 60 № 9 (2017)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.