第一章  引言近年来，随着人类科技的不断进步，尤其雷达、无线通信技术的迅速发展，对微波振荡器的性能提出了更高的要求。具有优异的输出功率、相噪水平、稳定度的振荡器越来越受到青睐，同时对振荡器的尺寸要求越来越小，成本也要求越来越低。64988

1.1   微波振荡器的概述

微波固态器件的水平可以反映振荡器的水平，常见的固态微波器件有： 

（1）硅双极晶体管； 

（2）硅场效应晶体管（FET）； 

（3）砷化镓场效应管（GaAs FET）； 

（4）体效应二极管； 

（5）雪崩二极管。 

随着新材料、新工艺的进展，国际上还出现了像高电子迁移率晶体管（HEMT）以及异质结双极晶体管（HBT）等新型的半导体固态器件，还有当前最为流行的砷化稼单片微波集成电路（GaAs  MMIC）。目前，还有一些新器件目前正处于探索研究中，可望不久会有更多高水平的器件问世。在微波器件发展的同时，应用在微波振荡器上的谐振器方面也取得了巨大进步。除传统的同轴腔、波导腔、微带谐振器之外，还出现了 YIG 谐振器、介质谐振器(Dielectric Resonator, DR)以及 Q 值极高的超导材料微波谐振器。

1.2   介质振荡器概述

DRO 是目前发展尤为迅速、备受关注的一种振荡器。DRO 可以在一定的频率范围内直接产生一定功率的高频微波信号，目前国内外数家研究所、企业公司均在进行这方面的创新和实验，国内比较著名的有 13 所、赛英科技等，国外的有CTI、Lucix 等厂家，目前其生产已经批量化，由于其具备的各种优良性能、备受用户的喜爱。DRO 的主要优点：温度稳定性好、相位噪声低、输出频率高、适于调谐、体积小、价格低等等诸多优点，因此，DRO 被广泛应用在各种相关系统中。按照电路结构，介质谐振器振荡器主要分为以下几种：

A. 反应型 DRO：又称为加载带阻滤波器型 DRO，由于并不能提供很好的相位噪声，目前并不被广泛应用，这里只是简要介绍。其振荡原理：戒指谐振器在输出端进行稳频，振荡频率可以由稳频的 DR 进行确定。结构比较简单。

B. 并联反馈型 DRO：选用适当频率和结构的 DR 作为晶体管电路的反馈网络，其作用主要可以起到稳频，也可以产生振荡，其振荡机理和一般的反馈晶体振荡器比较类似，只是谐振器的选用上有一定差异。并联反馈性 DRO 是目前采用较广的一种结构。也是本文锁相环节中所选用的结构。

C. 传输型 DRO：晶体管输出的终端接匹配负载，即使稳频 DR 失谐时，整个电路不会产生附加振荡。当 DR 在其谐振频率上时，振荡器的输出频率由 DR来决定，转化功率经过 DR 传输给负载。所以这种电路结构可以称之为传输型振荡器。以上两种电路结构在建模中都比较复杂，而且可调部分比较有限，是常用的微带线 DR 耦合结构振荡器。

D. 反射型 DRO：又叫串联反馈型 DRO。反射型 DRO 将 DR 加载在晶体管的输入端，加载方式采用微带线与 DR 耦合，DR 与微带线的耦合等效谐振网络产生振荡所需的负载，一旦在所需频率上产生使电路不稳定的负阻，将导致振荡，DR 的作用有两种：产生负阻、过滤有效能量。反射型 DRO 在仿真软件中的建模相对反馈型简单，并且能够进行精确计算，是目前应用比较广泛的一种结构，但是其相噪和反馈型 DRO 相比要稍逊一筹。

以上是常用的一些结构，但是随着电子技术和工艺水平的不断提高，一些更加先进的结构应运而生，目前看到的主要有以下几种：