毫米波可調式微帶傳輸線甘恩二極體振盪器之設計

Abstract

本篇論文提出一個系統化的步驟來設計一個毫米波可調頻率的微帶傳輸線甘恩二極體 振盪器。藉由所提之方法，我們設計了一個甘恩二極體壓控振盪器工作在35GHz。 微波振盪器能夠把直滾功率轉變成高頻功率，所以已變成微波系統中一個很基本而重 要的組件。而電子作戰系統和某些量測系統所需的高頻振盪器通常需要一段可調整的 頻寬，較常使用的方式是利用電壓控制振盪器工作頻率。 我們所設計的壓控振盪器包含了一個甘恩二極體作為負電阻元件，藉以產生高頻信號 的能量。另外，使用一個變容二極體作為調節元件，以提供可變化的阻抗，來改變振 盪器的工作頻率。因為改變變容二極體的偏壓會造成其接面電容值之改變，所以此振 盪器是利用改變變容二極體的偏壓來控制振盪器的工作頻率，故謂之壓控振盪器。 採用平面式的電路代替傳統的導波管結構，是因為平面式的電路體積比較小，重量較 輕，製造成本也較低的緣故，而且以談方便轉製成毫米波單晶積體電路。不過，平面 式的電路通常僅能提供較少的輸出功率。在某些應用上，利用功率合成器的技術可以 增加輸出的功率。 設計的過程係基於精確的二維平面電路分析理論及微波電腦輔助設計工具可得的元件 模型下而完成的。因為電腦輔助設計工具之使用，使得一些冗長的計算變得簡單而快 速。在此篇論文中，我們使用了兩個軟體(Touchstone 和Microwave SPICE)來分析所 設計的振盪器電路，其模擬結果也將在論文中提出。