[发明专利]用于介质谐振器振荡器的频移补偿的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及介质谐振器振荡器。更特别地，本发明涉及用于介质谐振器振荡器的频移补偿的系统和方法。

背景技术

振荡器是微波收发器中的核心器件。此外，信号源或本地源的相位噪声和高稳定性在整个微波系统中，特别是在低成本介质谐振器振荡器（DRO）中起决定性作用。

在DRO中，操作频率的许可范围遍及整个温度范围是关键的。操作频率的许可范围可以被理解为信号带宽（MHz）加上温度漂移（MHz）。因此，如果减小温度漂移，则可能相应地减小操作频率的许可范围。

用来减小温度漂移的一些已知的系统和方法包括应用热敏电阻器并针对温度和频率补偿改变偏压电路中的电压。然而，这些系统和方法在只提供小的补偿范围的同时引入附加的器件（热敏电阻器）、引入意外的噪声、增加印刷电路板（PCB）的面积以及增加器件的成本。

用来减小温度漂移的其它已知的系统和方法包括例如使用低温度系数、高稳定性和高性能DR来减小介质谐振器（DR）的温度系数以达到小的漂移。然而，这些系统和方法要求较高质量的材料，这增加了器件的成本。此外，这些系统和方法仅可以使频率稳定，但不能补偿频率漂移。

鉴于上述情况，存在对用来减小DRO中的温度漂移的改进的系统和方法的持续的、正在进行中的需要。

附图说明

图1是根据所公开的实施例的微波模块的侧视图；

图2是振荡频率漂移的曲线图；

图3是根据所公开的实施例的介质振荡器的温度系数的曲线图；以及

图4是根据所公开的实施例的微波模块的频率漂移和温度系数的曲线图。

具体实施方式

虽然本发明容许有许多不同形式的实施例，但在理解本公开内容将被考虑为本发明的原理的范例的情况下，在附图中示出且将在本文中详细描述其特定的实施例。不意在将本发明限制到特定的图示的实施例。

本文中公开的实施例包括用于DRO的频移补偿的改进的系统和方法以及用来减小DRO中的温度漂移的系统和方法。例如，本文中公开的一些系统和方法当DRO在整个温度范围中操作时可以改进频率稳定性。

在一些实施例中，本文中公开的系统和方法可以满足在EN300440中阐述的要求以及针对例如在法国和英国的操作频率的许可范围的ERC推荐要求。例如，本文中公开的一些系统和方法可以满足从-20^oC到55^oC最大20MHz的操作频率的许可范围的要求。因此，如果带宽为大约8MHz，则本文中公开的系统和方法可以在极端条件下将频率漂移控制到小于约10MHz。

在一些实施例中，可以在不增加已知DRO的成本，但同时当DRO在全部温度范围中操作时显著改进频率稳定性的情况下实现本文中公开的系统和方法。例如，一些实施例可以包括微波振荡器系统和具有用来使振荡器系统偏移的温度漂移特性的DR，由此减小微波模块的温度漂移。

图1是根据所公开的实施例的微波模块100的侧视图。如在图1中看到的，模块100可以包括沉积在PCB上的振荡器电路110和电耦合到振荡器电路110的DR120。DR120可以被收容在由屏蔽罩130限定的区域R中，所述屏蔽罩130可以包括插入其中的调谐螺钉140。

当模块100所位于的环境的温度改变时，振荡器电路110的振荡频率可以随着温度而漂移。因此，下列因素可以影响电路110的频率漂移：（1）微波器件（例如FET）的温度特性，（2）PCB材料温度特性，以及（3）环境中的温度改变。例如当环境的温度改变时，PCB的介电常数可以改变，从而导致振荡器电路110的输入和输出阻抗以及振荡频率中的改变。此外，当环境的温度改变时，屏蔽罩130可以扩张和收缩，且这些特性可以改变在区域R内的调谐螺钉140和DR120之间的距离，由此导致频率漂移。

图2是振荡频率漂移的曲线图200。如在图2中看到的，影响电路110的频率漂移的上面标识的因素可以使电路110的振荡频率从大约-20^oC到大约70^oC漂移大约30MHz。也如在图2中看到的，振荡器电路110可以具有包括负温度系数的温度特性。

图3是根据所公开的实施例的DR120的温度系数的曲线图300。因为振荡器电路110具有负温度系数，所以在一些实施例中，在本文中公开的系统和方法中采用的DR120可以被选择为具有高和/或正温度系数。因此，根据所公开的实施例的DR120可以补偿由电路110的负温度特性引起的频率漂移。