基于線性疊加技術(shù)的四倍頻單片設計

王亞冰，何慶國，胡志富

(中國電子科技集團公司第13研究所 模型室，河北 石家莊 050051)

基于線性疊加技術(shù)的四倍頻單片設計

王亞冰，何慶國，胡志富

(中國電子科技集團公司第13研究所 模型室，河北 石家莊 050051)

針對傳統(tǒng)無源四倍頻器需要兩級二倍頻級聯(lián)且變頻損耗較大等問題，利用線性疊加技術(shù)，研制了40 GHz單級無源四倍頻單片。采用平面環(huán)形巴倫與正交混合網(wǎng)絡相級聯(lián)的方式，設計了四路移相功分結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了基波和其他無用諧波的抑制，簡化了電路設計，降低了倍頻損耗。根據(jù)設計仿真結(jié)果，完成了四倍頻器的流片與測試工作。實測結(jié)果表明，在20 dBm的驅(qū)動功率下，最大輸出功率為-2.7 dBm。

四倍頻；線性疊加；單片電路

隨著系統(tǒng)工作頻率的提高，毫米波和亞毫米波信號源在通信、雷達等領(lǐng)域具有越來越廣泛的應用前景。目前，國際上主要依靠倍頻器實現(xiàn)穩(wěn)定的高頻信號源，其具有降低毫米波系統(tǒng)的主振頻率、擴展工作頻段、獲取穩(wěn)定相噪特性等特性[1]。利用半導體器件非線性特性，可獲得頻率為基波頻率倍數(shù)的射頻源[2]。隨著倍頻次數(shù)增加，倍頻器的變頻損耗會急劇增大。因此，傳統(tǒng)的無源四倍頻器大多采用二倍頻器-放大器-二倍頻器結(jié)構(gòu)[3-5]，即在兩級倍頻器之間插入一級驅(qū)動放大器，以減小倍頻造成的插入損耗。

線性疊加技術(shù)[6]，不依靠器件的非線性。通過對四路輸入信號進行半波整流并使其依次產(chǎn)生 的相位差，從而直接合成出四倍頻信號。在疊加過程中，基波和其他無用諧波可得到較好的抑制，理論上倍頻效率較高。……