微波固態源

微波固態源(microwave solid - state oscillator)採用固態有源器件,產生微波信號的裝置。

基本介紹

  • 中文名:微波固態源
  • 外文名:microwave solid - state oscillator
分類,轉移電子振盪器,雪崩二極體振盪器,微波電晶體振盪器,

分類

按所使用的固態器件可分為轉移電子振盪器、雪崩二極體振盪器、和微波電晶體振盪器。

轉移電子振盪器

以轉移電子器件組成的微波振盪器。轉移電子器件又稱耿氏效應二極體或體效應二極體。它是用一段N型砷化鎵半導體在其兩端形成歐姆接觸構成的。N型砷化鎵半導體的導帶中有低谷和高谷兩個能谷。當外電壓在一定的範圍內變化時,電子就會在兩個能谷之間轉移,形成交流負阻,成為微波振盪的有源器件。轉移電子振盪器可阻礙外電路調諧於不同的頻率而工作於不同的模式。這類振盪器調諧範圍寬,輸出功率大,尤其是脈衝功率可達數千瓦。轉移電子振盪器的電路結構,調諧方法,穩頻方法等都與雪崩管的類似。它主要用作微波機的本振源,參量放大器的泵源以及寬頻調諧信號源。

雪崩二極體振盪器

由雪崩二極體、微帶或波導諧振器組成。調諧方式可分為機械調諧、電調諧或磁調諧。工作模式有兩種,一種是碰撞雪崩波越時間模,簡稱IMPATT;另一種是俘獲電漿雪崩觸發波越模,簡稱TRAPATT。IMPATT是雪崩二極體的正常橫。這類雪崩二極體的雪崩波越時間特性是使外電路中的微波電流滯後於微波電壓π相位,形成負電導,從而成為微波振盪器的有源器件。它的特點是振盪頻率高(1- 300GHz),但效率低於10% TRAPATT是雪崩二極體振盪器的異常模,振盪頻率較低,從幾百兆赫到幾千兆赫;效率較高,可達60%。
雪崩二極體,可用於微波通信機的本振源、參量放大器的泵源。雪崩二極體振盪器是最常用的微波振盪源之一。
振盪器的頻率穩定性是一項重要指標,一般採用注入鎖相,高Q值諧振器等進行穩頻。經過穩頻後,其穩定度為±10~±30ppm。

微波電晶體振盪器

由雙極電晶體或場效應電晶體(FET)加微帶、同軸或波導等器件組成的外電路構成。按穩額方式可分為晶體振盪器,介質振盪器及鎖相振盪器。
介質振盪器,採用無載Q值高、溫度穩定性好的介質塊作為穩頻器件。介質振盪器的無載Q值已做到4000至8000,接近波導諧振腔的水平;溫度穩定性可達1ppm/℃,接近低膨脹係數的殷鋼材料的穩定性。這些性能已滿足微波通信系統的要求。介質振盪器直接振盪於傲波頻率,電路簡單,效率較高,頻率穩定性一般為±10~±30ppm。
晶體振盪器,用石英晶體作為高Q值諧振源的振盪器。這種振盪器頻率穩定,曾在通信設備中有過廣泛的套用,但石英諧波振盪壤率一般只能做到100MHz左右,為了取得微波振盪頻率,往往需用倍頻鏈進行數十次倍頻,功率損耗大、電路複雜,使生產和調澍都有諸多不便,已不採用。
微波鎖相振盪源,一種高質量振盪源。按鎖相方式可分為分頻鎖相和採樣鎖相。工作原理與一般鎖相 振盪源相同。特點是分頻次數較高和採用分布參數諧振器;頻率穩定性較高,在溫度為0~50℃範圍內,為±l~±10ppm;噪聲較低,易於進行附加信號的調製,廣泛用於微波高速數字通信設備中。

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