微波振荡器的基本原理

基本原理

微波振荡器从电路结构上可以分为反馈型和负阻型两种。反馈型振荡器主要用于低频电路系统，而负阻型振荡器主要用于高频电路系统。所以负阻振荡电路比较适合于射频、微波等频率较高的频率范围，可以利用负阻原理分析和设计微波振荡电路。

在一定电路组态下的微波晶体管可视为一个二端口器件。给予晶体管特定端接地时， 由于非线性负阻特性从而构成双端口负阻振荡器。一个双端口负阻振荡器等效网络包含有源器件（BJT）及反馈电路、谐振网络和输出网络，如图2所示。图中Zr，Zin，Zout和ZL为各端口看进去的输入阻抗，Гr，Гin，Гout和ГL分别表示各端口的反射系数。

图2.双端口负阻振荡器等效模型

假设谐振网络的输入阻抗Zr=Rr+jXr， 晶体管网络的输入阻抗Zin=Rin+jXin。根据振荡原理，在没有输入信号，而仅仅依靠电路内部微弱噪声起振的初始状态时，需要满足起振条件：

如果谐振器具有较高Q值，它就可以控制振荡器的工作频率。在起振之后，1/Гin会逐渐增加并最终满足下式的关系。|Гr|应该尽可能大。

为了能够将最大的功率传输至负载，起振时，输入阻抗需要满足：

起振后负阻

而另一个重要条件是晶体管的稳定性，要发生振荡，晶体管电路需要在全频带或者至少在工作频段不稳定，用稳定系数K<1表示：

式中S11，S12，S21和S22表示晶体管网络的S参数。其中，