用于介質(zhì)諧振器振蕩器的頻移補償?shù)南到y(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及介質(zhì)諧振器振蕩器。更特別地，本發(fā)明涉及用于介質(zhì)諧振器振蕩器的頻移補償?shù)南到y(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]振蕩器是微波收發(fā)器中的核心器件。此外，信號源或本地源的相位噪聲和高穩(wěn)定性在整個微波系統(tǒng)中，特別是在低成本介質(zhì)諧振器振蕩器(DR0)中起決定性作用。
[0003]在DR0中，操作頻率的許可范圍遍及整個溫度范圍是關(guān)鍵的。操作頻率的許可范圍可以被理解為信號帶寬(MHz)加上溫度漂移(MHz)。因此，如果減小溫度漂移，則可能相應地減小操作頻率的許可范圍。
[0004]用來減小溫度漂移的一些已知的系統(tǒng)和方法包括應用熱敏電阻器并針對溫度和頻率補償改變偏壓電路中的電壓。然而，這些系統(tǒng)和方法在只提供小的補償范圍的同時引入附加的器件(熱敏電阻器)、引入意外的噪聲、增加印刷電路板(PCB)的面積以及增加器件的成本。
[0005]用來減小溫度漂移的其它已知的系統(tǒng)和方法包括例如使用低溫度系數(shù)、高穩(wěn)定性和高性能DR來減小介質(zhì)諧振器(DR)的溫度系數(shù)以達到小的漂移。然而，這些系統(tǒng)和方法要求較高質(zhì)量的材料，這增加了器件的成本。此外，這些系統(tǒng)和方法僅可以使頻率穩(wěn)定，但不能補償頻率漂移。
[0006]鑒于上述情況，存在對用來減小DR0中的溫度漂移的改進的系統(tǒng)和方法的持續(xù)的、正在進行中的需要。
【附圖說明】
[0007]圖1是根據(jù)所公開的實施例的微波模塊的側(cè)視圖；
圖2是振蕩頻率漂移的曲線圖；
圖3是根據(jù)所公開的實施例的介質(zhì)振蕩器的溫度系數(shù)的曲線圖；以及圖4是根據(jù)所公開的實施例的微波模塊的頻率漂移和溫度系數(shù)的曲線圖。
【具體實施方式】
[0008]雖然本發(fā)明容許有許多不同形式的實施例，但在理解本公開內(nèi)容將被考慮為本發(fā)明的原理的范例的情況下，在附圖中示出且將在本文中詳細描述其特定的實施例。不意在將本發(fā)明限制到特定的圖示的實施例。
[0009]本文中公開的實施例包括用于DR0的頻移補償?shù)母倪M的系統(tǒng)和方法以及用來減小DR0中的溫度漂移的系統(tǒng)和方法。例如，本文中公開的一些系統(tǒng)和方法當DR0在整個溫度范圍中操作時可以改進頻率穩(wěn)定性。
[0010]在一些實施例中，本文中公開的系統(tǒng)和方法可以滿足在EN 300440中闡述的要求以及針對例如在法國和英國的操作頻率的許可范圍的ERC推薦要求。例如，本文中公開的一些系統(tǒng)和方法可以滿足從-20°C到55°C最大20MHz的操作頻率的許可范圍的要求。因此，如果帶寬為大約8MHz，則本文中公開的系統(tǒng)和方法可以在極端條件下將頻率漂移控制到小于約10MHz。
[0011 ] 在一些實施例中，可以在不增加已知DR0的成本，但同時當DR0在全部溫度范圍中操作時顯著改進頻率穩(wěn)定性的情況下實現(xiàn)本文中公開的系統(tǒng)和方法。例如，一些實施例可以包括微波振蕩器系統(tǒng)和具有用來使振蕩器系統(tǒng)偏移的溫度漂移特性的DR，由此減小微波模塊的溫度漂移。
[0012]圖1是根據(jù)所公開的實施例的微波模塊100的側(cè)視圖。如在圖1中看到的，模塊100可以包括沉積在PCB上的振蕩器電路110和電耦合到振蕩器電路110的DR 120。DR120可以被收容在由屏蔽罩130限定的區(qū)域R中，所述屏蔽罩130可以包括插入其中的調(diào)諧螺釘140。
[0013]當模塊100所位于的環(huán)境的溫度改變時，振蕩器電路110的振蕩頻率可以隨著溫度而漂移。因此，下列因素可以影響電路110的頻率漂移:(1)微波器件(例如FET)的溫度特性，(2) PCB材料溫度特性，以及(3)環(huán)境中的溫度改變。例如當環(huán)境的溫度改變時，PCB的介電常數(shù)可以改變，從而導致振蕩器電路110的輸入和輸出阻抗以及振蕩頻率中的改變。此外，當環(huán)境的溫度改變時，屏蔽罩130可以擴張和收縮，且這些特性可以改變在區(qū)域R內(nèi)的調(diào)諧螺釘140和DR 120之間的距離，由此導致頻率漂移。
[0014]圖2是振蕩頻率漂移的曲線圖200。如在圖2中看到的，影響電路110的頻率漂移的上面標識的因素可以使電路110的振蕩頻率從大約_20°C到大約70°C漂移大約30MHz。也如在圖2中看到的，振蕩器電路110可以具有包括負溫度系數(shù)的溫度特性。
[0015]圖3是根據(jù)所公開的實施例的DR 120的溫度系數(shù)的曲線圖300。因為振蕩器電路110具有負溫度系數(shù)，所以在一些實施例中，在本文中公開的系統(tǒng)和方法中采用的DR 120可以被選擇為具有高和/或正溫度系數(shù)。因此，根據(jù)所公開的實施例的DR 120可以補償由電路110的負溫度特性引起的頻率漂移。
[0016]類似地，在振蕩器電路110具有正溫度系數(shù)的實施例中，在本文中公開的系統(tǒng)和方法中可以采用具有負溫度系數(shù)的DR 120來補償頻率漂移。因此，在本文中公開的系統(tǒng)和方法中，可以基于系統(tǒng)(其中，將使用DR 120)的溫度特性來選擇和采用DR 120。
[0017]在一些實施例中，DR 120的溫度系數(shù)可以被計算為AF/R)*1/AT。在本文中公開的實施例中，可以選擇DR的正溫度系數(shù)，且AF可以補償由電路110引入的頻率漂移。
[0018]圖4是根據(jù)所公開的實施例的微波模塊100的頻率漂移和溫度系數(shù)的曲線圖400。如在圖4中看到的，曲線410可以表示振蕩器電路110的溫度系數(shù)，曲線420可以表示DR120的溫度系數(shù)，以及曲線430可以表示微波模塊100的溫度系數(shù)，電路110和DR 120是所述微波模塊100的部分。因此，如看到的，本文中公開的系統(tǒng)和方法可以達到頻率穩(wěn)定性。
[0019]根據(jù)上文，用于微波振蕩器電路中的頻移補償?shù)南到y(tǒng)和方法可以在低成本下達到且沒有將熱敏電阻器和/或高性能DR添加到電路。例如，當假定在振蕩器系統(tǒng)中(包括在機械結(jié)構(gòu)中)的負溫度系數(shù)時，在DR中的高和/或正溫度系數(shù)可以作為補償被施加。在根據(jù)本文中公開的實施例的補償之后，頻率漂移可以小于約10MHz，其與已知的系統(tǒng)和方法相比是大于95%的改進。
[0020]實際上，在本文中公開的一些實施例中，振蕩器系統(tǒng)(包括振蕩器電路、FET、PCB和/或由電路的機械結(jié)構(gòu)引入的頻率漂移)都可以由DR補償。例如，在一些實施例中，振蕩器電路、FET、PCB和機械結(jié)構(gòu)中的至少一個的溫度系數(shù)可以基本上同時被補償。
[0021]雖然上文已經(jīng)詳細描述了幾個實施例，但其它修改是可能的。例如，上面描述的邏輯流程不要求所描述的特別次序或順序次序來達到期望結(jié)果?？梢蕴峁┢渌襟E，或可以從所描述的流程消除步驟，且可以將其它部件添加到所描述的系統(tǒng)或從所描述的系統(tǒng)移除其它部件。其它實施例可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0022]從前文中將觀察到的是，可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下實現(xiàn)許多變化和修改。將理解的是，不意在或不應推斷相對于本文中描述的特定系統(tǒng)或方法的限制。當然意圖的是，覆蓋如落在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有這樣的修改。
【主權(quán)項】
1.一種系統(tǒng)，包括：振蕩器電路；以及介質(zhì)諧振器，電耦合到振蕩器電路，其中，所述振蕩器電路具有第一溫度系數(shù)，以及其中，所述介質(zhì)諧振器具有第二溫度系數(shù)以補償由振蕩器電路的第一溫度系數(shù)引起的頻率漂移。2.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括：印刷電路板，其中，所述振蕩器電路被存放在所述印刷電路板上。3.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括：屏蔽罩，其中，所述介質(zhì)諧振器被收容在由屏蔽罩限定的區(qū)域中。4.權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括：調(diào)諧螺釘，插入在所述屏蔽罩中。5.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，振蕩器電路的振蕩頻率從大約-20°C到大約70°C漂移大約30MHz。6.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，第一溫度系數(shù)是負溫度系數(shù)，且其中，第二溫度系數(shù)是正溫度系數(shù)。7.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，第一溫度系數(shù)是正溫度系數(shù)，且其中，第二溫度系數(shù)是負溫度系數(shù)。8.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，振蕩器電路的振蕩頻率根據(jù)溫度改變而漂移。9.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，第二溫度系數(shù)由Λ F/F0*1/Λ T計算，其中Λ F是頻率改變，Η)是起始頻率，以及Λ Τ是溫度改變。10.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括：微波模塊，收容振蕩器電路和介質(zhì)諧振器，其中微波模塊達到頻率穩(wěn)定性。
【專利摘要】提供了一種用于介質(zhì)諧振器振蕩器的頻移補償?shù)南到y(tǒng)和方法以及用來減小介質(zhì)諧振器振蕩器中的頻率漂移的系統(tǒng)和方法。一些系統(tǒng)可以包括振蕩器電路和電耦合到振蕩器電路的介質(zhì)諧振器。振蕩器電路可以具有第一溫度系數(shù)，且介質(zhì)諧振器可以具有第二溫度系數(shù)以補償由振蕩器電路的第一溫度系數(shù)引起的頻率漂移。
【IPC分類】H03B5/04
【公開號】CN105375881
【申請?zhí)枴緾N201510485037
【發(fā)明人】馬福
【申請人】霍尼韋爾國際公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年8月10日
【公告號】CA2899463A1, EP2985909A1, US20160043695