Criterios y métodos de reducción del ruido de fase en osciladores de microondas con MESFET

Criterios y métodos de reducción del ruido de fase en osciladores de microondas con MESFET. I.Corbella, L.M.Carrasco G.A.M.R. Dept. Teoria Senyal i Comunicacions E. T. S. E. Telecomunicació de Barcelona Abstract. This paper gives severa! building criteria for the design of microwave oscillators with MESFET (MESFET-MWO) in order to achieve low phase noise. From device low frequency noise model and identification of phase noise mechanisms generation and sources in MESFET-MWO, a novel expression of 1Hz single side noise power ro carrier power relation or ~(t) function is obtained. A low cost X band oscillator with high efficiency and medium power is built to prove the methods of phase noise reduction derived of that expression. The phase noise measured of the built oscillator allows us to doubt of the device noise model used. !.Modelo de Ruido. Base Teórica. El modelo circuital de ruido simplificado de un MESFET es el expuesto en la figura 1 (recuadro de línea punteada). El ruido presente es modelado en forma de un generador equivalente de ruido eg(t) cuya densidad espectral de potencia sigue una característica inversamente proporcional a la frecuencia (ruido Flicker o 1/f) [1], [6] con lo que la potencia de ruido se concentra en la banda de frecuencias más bajas (BF). La aparición de este ruido de baja frecuencia (BF) en las inmediaciones de la frecuencia de oscilación f0 (en forma de bandas colaterales de ruido AM y FM) es consecuencia de la intermodulación entre f0 y dicho ruido BF dado el caracter inherentemente no lineal de un oscilador. Este fenómeno es denominado habitualmente en la literatura como Upconversion [2]. A partir de la adecuada manipulación de la expresión clásica de la relación Potencia de ruido en una banda de 1 Hz a f Hz de la frecuencia de oscilación a Potencia de frecuencia de oscilación (expresión comúnmente notada como ~(t)) obtenida por Kurokawa en [3], junto con las aportaciones de Debney&Joshi [4] y Graffeuil et al . [5] se obtiene la expresión para ~(t), siguiente [6] : K2( vp) con S =- - (E<:.IJ. g ! L.Z 71