毫米波壓控振蕩器設(shè)計(jì)

張加程，高曉強(qiáng)，孫高勇

（中國(guó)電子科技集團(tuán)第十三研究所，河北 石家莊 050051）

0 引言

隨著電子通信的發(fā)展，要求的通信頻率越來(lái)越高，毫米波頻率源已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)；傳統(tǒng)的毫米波頻率源大多采用倍頻的方案，倍頻器的引入必然會(huì)增加整體功耗，增加產(chǎn)品體積，而且會(huì)帶來(lái)1/2和3/2次諧波。毫米波振蕩器的研制成為解決該問(wèn)題的關(guān)鍵，因此對(duì)毫米波振蕩器的開(kāi)發(fā)是必然趨勢(shì)。

雙極性晶體管以其優(yōu)異的1/f噪聲性能被廣泛應(yīng)用于振蕩器中。GaAs HBT工藝已經(jīng)發(fā)展的成熟和穩(wěn)定，同時(shí)代工廠器件模型的準(zhǔn)確性也越來(lái)越高，利用ADS原理圖和版圖仿真，設(shè)計(jì)芯片的成功率大幅提升，單片VCO越來(lái)越成為未來(lái)毫米波振蕩器發(fā)展方向[1]。與低頻振蕩器相比，毫米波振蕩器由于其頻率較高，因此對(duì)器件的各個(gè)寄生參數(shù)更加敏感，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須充分的考慮各個(gè)寄生參數(shù)的影響，設(shè)計(jì)難度更大。本文基于振蕩器負(fù)阻分析理論，得出了影響振蕩器輸出頻率的主要因素，并提出了一種改善方法，利用該方法設(shè)計(jì)了一款毫米波壓控振蕩器，經(jīng)測(cè)試，該壓控振蕩器在調(diào)諧電壓0-20V變化時(shí)，輸出頻率可覆蓋21-30GHz。

1 基本理論

振蕩器的分析方法一般有兩種，一種是反饋分析法，另外一種是負(fù)阻分析法[2]。本文采用的分析方法為負(fù)阻分析法。負(fù)阻分析法將振蕩器分為兩部分，一部分為產(chǎn)生負(fù)阻的電路，通常由有源器件及其外圍電路組成，另一部分為有損的諧振電路部分，通常由變?nèi)荻O管以及電容、電感組成?！?br>