一种毫米波基频振荡电路及毫米波振荡器制造技术

本实用新型专利技术适用于射频通信领域，提供了一种毫米波基频振荡电路及毫米波振荡器，该电路包括：旁路电容C1，其一端连接电源电压，另一端接地；输出匹配单元，其电源端与C1的一端连接；负阻效应产生单元；缓冲单元；电感变压单元，其第一、二组第一端与负阻效应产生单元的第二、一控制端连接，其第一、二组第二端与负阻效应产生单元的第一、二输入端连接，其第一、二组第一端还与缓冲单元的第二、一控制端连接，其第一、二组第三端与缓冲单元的第一、二输入端连接，其输出端与输出匹配单元的输入端连接。本实用新型专利技术利用输出缓冲级电感与谐振回路电感的耦合效应，以及开关器件栅端与漏端电感的耦合效应，来提高振荡器的输出频率和能量。

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.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于射频通信领域，尤其涉及一种毫米波基频振荡电路及毫米波振荡器。
技术介绍
随着新兴无线通信和毫米波雷达的快速发展，作为通信与雷达系统的关键部件振荡器，也随之要求具有更低的相位噪声、更高的输出频率和更大的输出功率，来提高其性能。高频周期信号通常可以直接从基频振荡器或者超谐波振荡器获得，由于CMOS工艺的发展，随着MOS器件尺寸的减少，其ft和fmax都得到了较大的提升，但是目前的振荡器还无法直接提供毫米波频段的基频振荡信号，目前毫米波频段的基频振荡信号通常是利用器件的非线性，提取偶次谐波或者更高次谐波的振荡器来获得。而现有推挽结构的毫米波振荡器的输出功率较小，功耗较大，无法满足高品质毫米波雷达的要求。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种毫米波基频振荡电路，旨在解决现有毫米波振荡器的输出功率小、功耗大的问题。本技术实施例是这样实现的，一种毫米波基频振荡电路，所述电路包括：旁路电容C1，所述旁路电容C1的一端连接电源电压，所述旁路电容C1的另一端接地；使振荡器的二次谐波输出能量最大的输出匹配单元，所述输出匹配单元的电源端与所述旁路电容C1的一端连接，所述输出匹配单元的输出端输出毫米波振荡信号；利用交叉耦合的对管产生负阻效应来补偿谐振回路的损耗的负阻效应产生单元；利用开关管生成缓冲级输出信号的缓冲单元；利用电感形成变压器结构来降低开关管的寄生电容，并将所述缓冲级输出信号反馈回给谐振回路，以提高振荡器的工作频率及输出功率的电感变压单元，所述电感变压单元的第一组第一端、第二组第一端分别与所述负阻效应产生单元的第二控制端、第一控制端连接，所述电感变压单元的第一组第二端、第二组第二端分别与所述负阻效应产生单元的第一输入端、第二输入端连接，所述电感变压单元的第一组第一端、第二组第一端还分别与所述缓冲单元的第二控制端、第一控制端连接，所述电感变压单元的第一组第三端、第二组第三端分别与所述缓冲单元的第一输入端、第二输入端连接，所述电感变压单元的输出端与所述输出匹配单元的输入端连接。进一步地，所述输出匹配单元包括：共面波导和电容C2；所述共面波导的一端为所述输出匹配单元的电源端，所述共面波导的另一端为所述输出匹配单元的输入端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端为所述输出匹配单元的输出端。更进一步地，所述输出匹配单元包括：微带线和电容C2；所述微带线的一端为所述输出匹配单元的电源端，所述微带线的另一端为所述输出匹配单元的输入端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端为所述输出匹配单元的输出端。更进一步地，所述负阻效应产生单元包括：第一开关管和第二开关管；所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的控制端分别为所述负阻效应产生单元第一控制端和第二控制端；所述第一开关管的电流输入端和所述第二开关管的电流输入端分别为所述负阻效应产生单元第一输入端和第二输入端；所述第一开关管的电流输出端和所述第二开关管的电流输出端同时接地。更进一步地，所述第一开关管和所述第二开关管为有源开关器件。更进一步地，所述缓冲单元包括：第三开关管、第四开关管；所述第三开关管的控制端和所述第四开关管的控制端分别为所述缓冲单元第一控制端和第二控制端；所述第三开关管的电流输入端和第四开关管的电流输入端分别为所述缓冲单元第一输入端和第二输入端；所述第三开关管的电流输出端和所述第四开关管的电流输出端同时接地。更进一步地，所述第三开关管和所述第四开关管为有源开关器件。更进一步地，所述电感变压单元包括：电感L1、电感L2、电感L3、电感L1＇、电感L2＇、电感L3＇；其中，所述电感L1与所述电感L2形成耦合，所述电感L1＇与所述电感L2＇形成耦合，耦合系数均为K2；所述电感L2与所述电感L3形成耦合，所述电感L2＇与电感L3＇形成耦合，耦合系数均为K1；所述电感L1、所述电感L2、所述电感L3的同名端分别为所述电感变压单元的第一组第一端、第一组第二端、第一组第三端，所述电感L1、所述电感L2、所述电感L3的异名端分别与所述电感L1＇、所述电感L2＇、所述电感L3＇的异名端对应连接，所述电感L1＇、所述电感L2＇、所述电感L3＇的同名端分别为所述电感变压单元的第二组第一端、第二组第二端、第二组第三端，所述电感L1、所述电感L2、所述电感L3、所述电感L1＇、所述电感L2＇、所述电感L3＇的异名端同时为所述电感变压单元的输出端。更进一步地，所述电感L1、电感L2、电感L3形成平面耦合结构。本技术实施例的另一目的在于，提供一种采用上述毫米波基频振荡电路的毫米波振荡器。本技术实施例利用交叉耦合的对管产生负阻效应来补偿谐振回路的损耗，利用电感形成变压器结构来降低开关管的寄生电容，并将所述缓冲级输出信号反馈回给谐振回路，以提高振荡器的工作频率及输出功率，从而提高毫米波振荡器的效率，降低毫米波振荡器的功耗，并且适于低电压应用，能够满足高品质毫米波雷达的要求。附图说明图1为本技术实施例提供的毫米波基频振荡电路的结构图；图2为本技术实施例提供的毫米波基频振荡电路中电感变压单元的结构图；图3为本技术实施例提供的毫米波振荡器的输出频谱图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本技术实施例利用交叉耦合的对管产生负阻效应来补偿谐振回路的损耗，利用电感形成变压器结构来降低开关管的寄生电容，并将所述缓冲级输出信号反馈回给谐振回路，以提高振荡器的工作频率及输出功率，从而提高毫米波振荡器的效率，降低毫米波振荡器的功耗，并且适于低电压应用，能够满足高品质毫米波雷达的要求。以下结合具体实施例对本技术的实现进行详细描述：图1示出了本技术实施例提供的毫米波基频振荡电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本技术相关的部分。作为本技术一实施例，该毫米波基频振荡电路可以应用于任何毫米波振荡器中，包括：旁路电容C1，旁路电容C1的一端连接电源电压，旁路电容C1的另一端接地；输出匹配单元11，用于使振荡器的二次谐波输出能量最大，输出二次谐波2f0，其中f0为基波频率，输出匹配单元的电源端与旁路电容C1的一端连接，输出匹配单元的输出端输出毫米波振荡信号；负阻效应产生单元12，用于利用交叉耦合的对管产生负阻效应来补偿谐振回路的损耗；缓冲单元13，用于利用开关管生成缓冲级输出信号；电感变压单元14，用于利用电感形成变压器结构来降低开关管的寄生电容，并将缓冲级输出信号反馈回给谐振回路，以提高振荡器的工作频率及输出功率，电感变压单元的第一组第一端、第二组第一端分别与负阻效应产生单元的第二控制端、第一控制端连接，电感变压单元的第一组第二端、第二组第二端分别与负阻效应产生单元的第一输入端、第二输入端连接，电感变压单元的第一组第一端、第二组第一端还分别与缓冲单元的第二控制端、第一控制端连接，电感变压单元的第一组第三端、第二组第三端分别与缓冲单元的第一输入端、第二输入端连接，电感变压单元的输出端与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种毫米波基频振荡电路，其特征在于，所述电路包括：旁路电容C1，所述旁路电容C1的一端连接电源电压，所述旁路电容C1的另一端接地；使振荡器的二次谐波输出能量最大的输出匹配单元，所述输出匹配单元的电源端与所述旁路电容C1的一端连接，所述输出匹配单元的输出端输出毫米波振荡信号；利用交叉耦合的对管产生负阻效应来补偿谐振回路的损耗的负阻效应产生单元；利用开关管生成缓冲级输出信号的缓冲单元；利用电感形成变压器结构来降低开关管的寄生电容，并将所述缓冲级输出信号反馈回给谐振回路，以提高振荡器的工作频率及输出功率的电感变压单元，所述电感变压单元的第一组第一端、第二组第一端分别与所述负阻效应产生单元的第二控制端、第一控制端连接，所述电感变压单元的第一组第二端、第二组第二端分别与所述负阻效应产生单元的第一输入端、第二输入端连接，所述电感变压单元的第一组第一端、第二组第一端还分别与所述缓冲单元的第二控制端、第一控制端连接，所述电感变压单元的第一组第三端、第二组第三端分别与所述缓冲单元的第一输入端、第二输入端连接，所述电感变压单元的输出端与所述输出匹配单元的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种毫米波基频振荡电路，其特征在于，所述电路包括：旁路电容C1，所述旁路电容C1的一端连接电源电压，所述旁路电容C1的另一端接地；使振荡器的二次谐波输出能量最大的输出匹配单元，所述输出匹配单元的电源端与所述旁路电容C1的一端连接，所述输出匹配单元的输出端输出毫米波振荡信号；利用交叉耦合的对管产生负阻效应来补偿谐振回路的损耗的负阻效应产生单元；利用开关管生成缓冲级输出信号的缓冲单元；利用电感形成变压器结构来降低开关管的寄生电容，并将所述缓冲级输出信号反馈回给谐振回路，以提高振荡器的工作频率及输出功率的电感变压单元，所述电感变压单元的第一组第一端、第二组第一端分别与所述负阻效应产生单元的第二控制端、第一控制端连接，所述电感变压单元的第一组第二端、第二组第二端分别与所述负阻效应产生单元的第一输入端、第二输入端连接，所述电感变压单元的第一组第一端、第二组第一端还分别与所述缓冲单元的第二控制端、第一控制端连接，所述电感变压单元的第一组第三端、第二组第三端分别与所述缓冲单元的第一输入端、第二输入端连接，所述电感变压单元的输出端与所述输出匹配单元的输入端连接。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出匹配单元包括：共面波导和电容C2；所述共面波导的一端为所述输出匹配单元的电源端，所述共面波导的另一端为所述输出匹配单元的输入端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端为所述输出匹配单元的输出端。3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出匹配单元包括：微带线和电容C2；所述微带线的一端为所述输出匹配单元的电源端，所述微带线的另一端为所述输出匹配单元的输入端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端为所述输出匹配单元的输出端。4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述负阻效应产生单元包括：第一开关管和第二开关管；所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的控制端分别为所述负阻效应产生单元第一控制端和第二控制端；所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海峰，丁庆，
申请(专利权)人：深圳市华讯方舟微电子科技有限公司，华讯方舟科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44