[發明專利]一種適用于極高頻的雙推式倍頻器

有效

• 申請號: 201810987358.6
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109245726B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 廖曉菲;趙滌燹
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H03B19/14
• 分類號: H03B19/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明公開了一種適用于極高頻的雙推式倍頻器，包括一對共源極放大器，這兩個放大器的源極接地，兩個放大器的漏極相連，兩個放大器的柵極分別經對應的輸入匹配網絡與差分輸入信號相連，輸入匹配網絡工作在基頻，兩個放大器的漏極公共端連接兩條四分之一波長開路傳輸線，這兩條四分之一波長開路傳輸線的一端分別連接在兩個放大器的漏極公共端，它們的另一端開路，兩個放大器的漏極公共端經輸出匹配網絡輸出信號，輸出匹配網絡工作在二次諧波頻率。本發明能在獲得一定二次諧波輸出功率的同時，顯著提高基波抑制程度。

技術領域

本發明屬于毫米波通信技術領域，特別涉及了一種適用于極高頻的雙推式倍頻器。

背景技術

隨著電子技術的高速發展，工藝的進步使得人們能夠實現完整的毫米波通信系統。本振信號是通信系統的重要部分，用于上、下變頻信號，是毫米波系統收發信號不可缺少的組成。當下工藝晶體管特征頻率最高達400GHz，而隨著系統頻率的提高，直接合成本振信號難度極高，壓控振蕩器的調節范圍減小，純度降低，在系統增加振蕩器的使用將增大整個系統的功率消耗。利用晶體管的非線性容易實現倍頻應用，VCO工作頻率降低與倍頻器相連生成本振信號。倍頻器的使用獲得了更高的振蕩源，擴展了設備工作頻段。

二極管倍頻器轉換增益低，輸出信號功率有限，輸入輸出信號難匹配。有源倍頻器可以由偏置在AB類的晶體管，利用其非線性達到倍頻的效果，就單端倍頻器而言，單個晶體管提供的輸出功率有限，轉換增益較低，基波分量仍占主導，輸出信號雜波較多，需要添加濾波電路以保證輸出信號的基頻抑制，輸出匹配能夠帶來的二次諧波增益有限，二次諧波輸出功率低。平衡式倍頻器可以提高輸出信號功率，但引入“巴倫”進行信號平衡-非平衡信號轉換，帶來插入損耗，增益下降，消耗功率增加。

發明內容

為了解決上述背景技術提出的技術問題，本發明旨在提供一種適用于極高頻的雙推式倍頻器，彌補現有倍頻器的不足，在獲得一定二次諧波輸出功率的同時，顯著提高基波抑制程度。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

一種適用于極高頻的雙推式倍頻器，包括一對共源極放大器，這兩個放大器的源極接地，兩個放大器的漏極相連，兩個放大器的柵極分別經對應的輸入匹配網絡與差分輸入信號相連，所述輸入匹配網絡工作在基頻，兩個放大器的漏極公共端連接兩條四分之一波長開路傳輸線，這兩條四分之一波長開路傳輸線的一端分別連接在兩個放大器的漏極公共端，這兩條四分之一波長開路傳輸線的另一端開路，兩個放大器的漏極公共端經輸出匹配網絡輸出信號，所述輸出匹配網絡工作在二次諧波頻率。

基于上述技術方案的優選方案，所述輸入匹配網絡包括一條高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線、第一傳輸線和第一隔直電容，第一傳輸線的一端連接放大器的柵極，第一傳輸線的另一端經第一隔直電容與差分輸入信號相連，高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線的一端連接第一傳輸線與第一隔直電容的公共端，高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線的另一端接入偏置電壓，所述高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線的開路等效阻抗值大于1000Ω。

基于上述技術方案的優選方案，所述輸出匹配網絡包括一條高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線、第二傳輸線、第三傳輸線和第二隔直電容，第二傳輸線的一端連接兩個放大器的漏極公共端，第二傳輸線的另一端經第二隔直電容輸出信號，第三傳輸線的一端連接第二傳輸線與第二隔直電容的公共端，第三傳輸線的另一端開路，高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線的一端連接第二傳輸線與第二隔直電容的公共端，高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線的另一端接入漏極電壓，所述高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線的開路等效阻抗值大于1000Ω。

基于上述技術方案的優選方案，輸入匹配網絡中的高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線接入偏置電壓的一端連接去耦合電路；輸出匹配網絡中的高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線接入漏極電壓的一端連接去耦合電路。

基于上述技術方案的優選方案，輸入匹配網絡和輸出匹配網絡中的高開路等效阻抗的四分之一波長傳輸線的寬度均為45μm，阻抗均為6000Ω。