專利名稱：倍頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平衡式三倍頻器，尤其涉及一種應(yīng)用于毫米波、亞毫米波頻段的平衡式三倍頻器。
背景技術(shù)：
毫米波、亞毫米波頻段位于微波和紅外之間，擁有極為豐富的頻譜資源。毫米波頻段具有可用帶寬寬、波束窄以及穿透煙霧能力強(qiáng)等優(yōu)點，在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。近四十年來地球大氣以及天文領(lǐng)域的研究需要也推進(jìn)著毫米波頻率高端及亞毫米波頻段器件、模塊及系統(tǒng)技術(shù)不斷向前發(fā)展，并在超寬帶通信、近距雷達(dá)、醫(yī)學(xué)成像、生物大分子研究等領(lǐng)域嶄露頭角。為實現(xiàn)高頻譜分辨率以及高角度分辨率成像，接收機(jī)一般采用超外差式結(jié)構(gòu)，毫米波、亞毫米波頻段的頻率源是其核心組成部分。例如美國國家航空航天局(NASA)于1998年發(fā)射的亞毫米波天文衛(wèi)星(SWAS，工作頻段487GHz 556GHz)，研究行星空間的水、氧氣等成分；歐洲宇航局(ESA)于2009年發(fā)射的Herschel太空觀測站,用于研究恒星及行星形成、星系演化及化學(xué)元素起源和演化等等。Herschel平臺上裝有多部探測設(shè)備，遠(yuǎn)紅外外差探測器(HIFI)是其中之一，分為7個頻段，覆蓋480GHC 1910GHz ;固態(tài)倍頻器具有能在常溫下工作、體積小、重量輕及功耗小等優(yōu)點，非常適合機(jī)載、空間探測平臺的應(yīng)用，因此得到了飛速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。通過將微波頻段的頻率源多次倍頻獲得毫米波、亞毫米波頻率源是目前的主流方式，隨著近二十年毫米波、亞毫米波固態(tài)倍頻器工藝水平、芯片水平以及設(shè)計方法的進(jìn)步，在亞毫米波頻段(直到3THz)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)輸出功率足夠驅(qū)動SIS及HEB混頻器的固態(tài)肖特基二極管倍頻器，并且可以實現(xiàn)10%以上的帶寬。固態(tài)倍頻器具有能在常溫下工作、體積小、重量輕及功耗小等優(yōu)點，非常適合機(jī)載、空間探測平臺的應(yīng)用，因此得到了飛速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。功能強(qiáng)大的三維電磁場軟件可以對器件及電路進(jìn)行精確的建模仿真，從而有效的指導(dǎo)倍頻器的設(shè)計。工藝上的進(jìn)步也是促進(jìn)亞毫米波倍頻器逐漸成熟的因素之一，目前采用薄膜MMIC技術(shù)(厚度3um)的GaAs平面肖特基二極管倍頻器在2.7THz已能實現(xiàn)
0.1uff以上的輸出功率。構(gòu)成毫米波、亞毫米波頻率源的倍頻鏈主要由多個二倍頻器或者三倍頻器級聯(lián)構(gòu)成。倍頻器按照結(jié)構(gòu)，一般可分為單管倍頻器以及平衡式倍頻器。單管倍頻器將二極管串聯(lián)或并聯(lián)于倍頻電路中，輸入及輸出通過濾波器來濾除其他諧波。這時濾波器的損耗往往會降低倍頻器的倍頻效率。而平衡式倍頻器利用結(jié)構(gòu)特點，可以抑制不需要的諧波。例如平衡式三倍頻器，可以有效的對偶次諧波(如二次、四次諧波)，這大大簡化了匹配電路(或稱之為空閑頻率電路，主要用來抑制不需要的頻率分量)，從而獲得較高的倍頻效率。此外，相對于單管倍頻器而言，平衡式倍頻器中采用的二極管至少是單管倍頻器的二倍，這也可以提高倍頻器的功率容量，即可以允許更大的功率輸入，從而提供更大的功率輸出。陣列式接收機(jī)的應(yīng)用可以大大增加系統(tǒng)的探測距離及探測靈敏度，因此得到的廣泛的應(yīng)用。陣列式接收機(jī)采用多個接收機(jī)同時工作，這就需要多個本振源。如果為每個接收機(jī)單獨配置一個本振源，這會增加系統(tǒng)的復(fù)雜度、體積和重量。而采用同一個大功率本振源，通過功分網(wǎng)絡(luò)將本振源輸送到每個接收機(jī)可以有效的降低這種系統(tǒng)的復(fù)雜度，并且各個本振源可以實現(xiàn)相參。功率合成式倍頻器是便是提高倍頻器輸出功率的一種解決方案，也在毫米波、亞毫米波探測系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。平衡式三倍頻器的原理結(jié)構(gòu)如圖7所示(見A.Maestrini, C.Tripon-Canseliet,J.Ward, et al.Mu 11 1-Anode Frequency Triplers at Sub-Mi11imeterWavelengths[C].16th International Symposium on Space Terahertz Technology,2005)。輸入信號由TEM (橫電磁波)模式饋入到兩只肖特基二極管，輸入信號在兩只同向串聯(lián)的肖特基二極管上的電壓呈等幅反向分布；而由輸入電壓信號在二極管中激勵出的信號電流等幅同向疊加，從而實現(xiàn)平衡式的三倍頻結(jié)構(gòu)。其高頻等效電路如圖8所示(見楊濤，向志軍，吳偉，楊自強(qiáng)，錢可偉.W頻段寬帶倍頻器[J].紅外與毫米波學(xué)報，26 (3)，2007，PP161-163)，即平衡式三倍頻器中的二極管等效于兩只反向并聯(lián)的兩只二極管。但要實現(xiàn)完整的倍頻器，輸入端還需要加入對3次諧波(3 )抑制的帶通濾波器，防止產(chǎn)生的3次諧波進(jìn)入到輸入，從而降低倍頻效率；同樣輸出端也要加入對基波(fo)抑制的帶通濾波器。當(dāng)然，在毫米波、亞毫米波頻段，由于輸入輸出都是波導(dǎo)端口，因此還需加入輸入波導(dǎo)/微帶轉(zhuǎn)換以及輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換。為了給同向串聯(lián)的兩只二極管加直流偏置(偏置電壓Vb)，需要在串聯(lián)二極管與地的連接之間加入隔直電容C，該電容在交流信號上呈現(xiàn)短路，直流偏置點由電容與二極管的連接點出引入。此時兩只二極管上的壓降(從P極到N極)都為(Vb/2)。在工程上，通常由芯片電容實現(xiàn)。該電容的設(shè)計容值需要在基波f0以及諧波(至少直到3f0)上的阻抗接近于零，電容可以由陶瓷單片電容實現(xiàn)，或者直接集成設(shè)計在倍頻器芯片上。然而，由該電容引入的損耗往往會降低倍頻器的倍頻效率；此外該電容的引入也會破壞電路物理上的對稱性，從而也會在一定程度上降低倍頻器的倍頻效率。本發(fā)明的主要目的就是要設(shè)計一個平衡式三倍頻器，在不采用偏置電容的前提下實現(xiàn)倍頻器二極管的偏置。同時也實現(xiàn)了將該組成該倍頻器的二極管的數(shù)量提高一倍，從而也將倍頻器的功率容量提高一倍。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題:本發(fā)明的目的在于針對傳統(tǒng)肖特基二極管平衡式三倍頻器結(jié)構(gòu)需要隔直電容來實現(xiàn)直流偏置，提供一種易于加工、實現(xiàn)的無需偏置電容就可以實現(xiàn)直流偏置的平衡式三倍頻器結(jié)構(gòu)。并且在采用相同參數(shù)的肖特基二極管情況下，其功率容量是傳統(tǒng)平衡式三倍頻器的一倍。技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種倍頻器，該倍頻器包括下盒體、與下盒體扣合的上盒體、安裝于下盒體中的第一倍頻器基片、安裝于上盒體中的第二倍頻器基片；上盒體與下盒體呈鏡像對稱；第一倍頻器基片和第二倍頻器基片上蝕刻的傳輸線電路相同；倍頻器包括設(shè)置在下盒體的第一輸入波導(dǎo)端口、第一輸出波導(dǎo)端口和第一偏置電源端口，還包括設(shè)置在上盒體的第二輸入波導(dǎo)端口、第二輸出波導(dǎo)端口以及第二偏置電源端口。優(yōu)選的，下盒體的內(nèi)腔包括輸入波導(dǎo)腔體、與輸入波導(dǎo)腔體相距一定距離的輸出波導(dǎo)腔體、偏置電路腔體、核心倍頻電路腔體；其中核心倍頻電路腔體位于輸入波導(dǎo)腔體與輸出波導(dǎo)腔體之間且將輸入波導(dǎo)腔體與輸出波導(dǎo)腔體連接，偏置電路腔體的一端與輸入波導(dǎo)腔體相連。優(yōu)選的，第一倍頻器基片上安裝有第一肖特基二極管和第二肖特基二極管；第二倍頻器基片上安裝有第三肖特基二極管和第四肖特基二極管。優(yōu)選的，第一倍頻器基片由以下幾個部分構(gòu)成:輸入波導(dǎo)/微帶轉(zhuǎn)換探針、輸入低通濾波器、輸入匹配移相傳輸線段、二極管安裝第一焊盤、二極管安裝第二焊盤、輸出匹配移相傳輸線段、輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針、偏置低通濾波器、偏置電源端口傳輸線構(gòu)成；其中，輸入波導(dǎo)/微帶轉(zhuǎn)換探針位于輸入波導(dǎo)腔體中，其一側(cè)與輸入低通濾波器、輸入匹配移相線段、輸出匹配移相傳輸線段、輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針依次相連，另一側(cè)與偏置低通濾波器、偏置電源端口傳輸線依次相連；輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針位于輸出波導(dǎo)腔體中；主傳輸線將以上各個部分串聯(lián)在一起。優(yōu)選的，第一肖特基二極管和第二肖特基二極管分別安裝于輸入匹配移相傳輸線段及輸出匹配移相傳輸線段的中間；二極管安裝第一焊盤、二極管安裝第二焊盤的一端分別與第一肖特基二極管和第二肖特基二極管的N極連接，另一端連接到下盒體上；第一肖特基二極管和第二肖特基二極管的P極分別安裝于主傳輸線上。優(yōu)選的，第三肖特基二極管和第四肖特基二極管安裝于第二倍頻器基片上第三肖特基二極管和第四肖特基二極管的N極分別安裝于主傳輸線上。。有益效果:其一，通過采用巧妙的倍頻結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)平衡式的三次倍頻器。雖然本發(fā)明中的兩個倍頻電路基片分別都是非平衡式的結(jié)構(gòu)，但幅度與相位的平衡在兩個基片之間形成。與傳統(tǒng)的平衡式倍頻器相比，不需要片上或分立的芯片電容，避免了偏置電容所帶來的電路不對稱性以及其損耗對倍頻效率的影響。其二，與傳統(tǒng)的平衡式三倍頻器相比，肖特基二極管的數(shù)目提高了一倍，從而也將倍頻器的功率容量(等效于輸出功率)提高了一倍，即兩個基片上的倍頻電路等效進(jìn)行了功率合成。其三，兩個倍頻電路基片平行的放置于波導(dǎo)腔中，不會額外的增加倍頻器的體積及重量。其四，本發(fā)明尤其適用于混合集成平衡式三倍頻器，這對于采用分立的肖特基二極管設(shè)計倍頻器尤其有利。這主要是因為在混合集成電路中，用于偏置電路的單片芯片電容的體積更大，難以進(jìn)行集成設(shè)計。


圖1為本發(fā)明提出的平衡式三倍頻器的裝配結(jié)構(gòu)圖，圖2a為本發(fā)明所提出的平衡式三倍頻器的內(nèi)腔體分布，圖2b為圖2a中的虛線部分的放大圖，圖3為本發(fā)明所提出的平衡式三倍頻器的以輸入波導(dǎo)口為主視圖的裝配效果，圖4為本發(fā)明所提出的平衡式三倍頻器的以輸出波導(dǎo)口為主視圖的裝配效果，圖5a為本發(fā)明所提出的平衡式三倍頻器的以直流偏置端口為主視圖的裝配效果，圖5b是圖5a中虛線部分的放大圖，圖6a為本發(fā)明所提出的平衡式三倍頻器第一倍頻器基片電路及二極管裝配圖，
圖6b為第二倍頻器基片電路及二極管裝配圖，圖7為傳統(tǒng)的平衡式三倍頻器原理圖，圖8為平衡式三倍頻器等效電路圖，圖9為本發(fā)明提出的平衡式三倍頻器原理圖。
圖10為92GHz平衡式三倍頻器的仿真結(jié)果示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。參見圖1-9，本發(fā)明提供的倍頻器，該倍頻器包括下盒體1、與下盒體扣合的上盒體2、安裝于下盒體I中的第一倍頻器基片3、安裝于上盒體2中的第二倍頻器基片4 ;上盒體2與下盒體I呈鏡像對稱；第一倍頻器基片3和第二倍頻器基片4上蝕刻的傳輸線電路相同；倍頻器包括設(shè)置在下盒體I的第一輸入波導(dǎo)端口 5、第一輸出波導(dǎo)端口 6和第一偏置電源端口 9，還包括設(shè)置在上盒體2的第二輸入波導(dǎo)端口 7、第二輸出波導(dǎo)端口 8以及第二偏置電源端口 10。下盒體I的內(nèi)腔包括輸入波導(dǎo)腔體28、與輸入波導(dǎo)腔體5相距一定距離的輸出波導(dǎo)腔體29、偏置電路腔體12、核心倍頻電路腔體11 ;其中核心倍頻電路腔體11位于輸入波導(dǎo)腔體28與輸出波導(dǎo)腔體29之間且將輸入波導(dǎo)腔體28與輸出波導(dǎo)腔體29連接，偏置電路腔體12的一端與輸入波導(dǎo)腔體28相連。第一倍頻器基片3上安裝有第一肖特基二極管15和第二肖特基二極管16 ;第二倍頻器基片4上安裝有第三肖特基二極管17和第四肖特基二極管18。第一倍頻器基片3由以下幾個部分構(gòu)成:輸入波導(dǎo)/微帶轉(zhuǎn)換探針25、輸入低通濾波器24、輸入匹配移相傳輸線段23、二極管安裝第一焊盤21、二極管安裝第二焊盤22、輸出匹配移相傳輸線段20、輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針19、偏置低通濾波器26、偏置電源端口傳輸線9構(gòu)成；其中，輸入波導(dǎo)/微帶轉(zhuǎn)換探針25位于輸入波導(dǎo)腔體28中，其一側(cè)與輸入低通濾波器24、輸入匹配移相線段23、輸出匹配移相傳輸線段20、輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針19依次相連，另一側(cè)與偏置低通濾波器26、偏置電源端口傳輸線9依次相連；輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針19位于輸出波導(dǎo)腔體29中；主傳輸線27將以上各個部分串聯(lián)在一起。第一肖特基二極管15和第二肖特基二極管16分別安裝于輸入匹配移相傳輸線段23及輸出匹配移相傳輸線段20的中間；二極管安裝第一焊盤21、二極管安裝第二焊盤22的一端分別與第一肖特基二極管15和第二肖特基二極管16的N極連接，另一端連接到下盒體I上；第一肖特基二極管15和第二肖特基二極管16的P極分別安裝于主傳輸線27上。第三肖特基二極管17和第四肖特基二極管18安裝于第二倍頻器基片4上，第三肖特基二極管17和第四肖特基二極管18的N極分別安裝于主傳輸線30上。本發(fā)明所述的毫米波、亞毫米波頻段平衡式三倍頻器的結(jié)構(gòu)原理如圖9所示。圖中，實線所繪電路位于下盒體的基片中，虛線所繪電路位于上盒體的基片中。在下盒體中，兩只反向串聯(lián)的二極管的公共端(P極)連接到上傳輸線上的A點；在上盒體中，兩只反向串聯(lián)的二極管的公共端(N極)連接到下傳輸線上的B點。其實，上下兩個盒體中的電路各等效于一個非平衡式的三倍頻器。通過調(diào)整二極管的直流偏置電壓Vbl及Vb2，使得A點與B點處的電壓互為相反數(shù)，這時上盒體以及下盒體中所有的二極管P極到N極上的偏置電壓完全相同，因此對于射頻輸入信號來說，上盒體及下盒體中的倍頻器呈現(xiàn)相同的輸入阻抗，因此A點與B點處的射頻信號等幅同向。由于對于射頻信號來說，上下兩個電路相等效，因此輸入信號功率被等幅同向的分配到上盒體和下盒體的倍頻器中。同樣，對于輸出端來說，由于二極管非線性產(chǎn)生的三倍頻信號也等幅同向相加，起到了功率合成的作用。此時，圖9中的二極管16及二極管17等效于同向串聯(lián)，即與圖7等效；同樣二極管15及二極管18等效于同向串聯(lián)，也與圖7等效。因此，圖9中的電路等效于兩個平衡式倍頻器進(jìn)行功率合成。如上文所述，這種電路利用平衡式倍頻器的優(yōu)點，可以簡化空閑頻率電路設(shè)計(即偶次諧波完全抵消)。圖9只給出了本發(fā)明中平衡式三倍頻的基本原理，實際電路需加入匹配電路及偏置電路，如圖1 圖6所示。裝配圖如圖1所示，倍頻器模塊沿著輸入波導(dǎo)E面中心(也是輸出波導(dǎo)E面中心)分割為上、下兩個盒體，兩個盒體通過螺釘安裝在一起。兩個倍頻電路基片分別通過導(dǎo)電膠或是焊料安裝于兩個盒體中。圖2給出了上、下盒體中的內(nèi)腔分布情況:以下盒體I為例，包括輸入波導(dǎo)腔5、輸出波導(dǎo)腔6、核心倍頻電路腔11以及偏置電路腔12。槽13、槽14為基片3提供安裝支撐。圖3給出了以輸入波導(dǎo)口為主視圖的盒體裝配后的效果圖，圖4給出了以輸出波導(dǎo)口為主視圖的盒體裝配后的效果圖，圖5a給出了以直流偏置端口為主視圖的盒體裝配后的效果圖。如圖5b所示，基片3、基片4平行的位于腔體中，肖特基二極管15、16通過導(dǎo)電膠安裝于基片3上，肖特基二極管17、18通過導(dǎo)電膠安裝于基片4上，二極管的具體安裝位置如圖6所示。圖6同時給出了倍頻基片上的電路功能區(qū)劃分?；?與基片4上蝕刻的電路完全相同，不同之處在于肖特基二極管的安裝方向，如圖9所示。如圖6a所示，以基片3為例，電路功能區(qū)主要包括:輸入波導(dǎo)/微帶轉(zhuǎn)換探針25、輸入低通濾波器24、輸入匹配相移傳輸線段23、輸出匹配相移線段20、輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針27、直流偏置低通濾波器26。輸入波導(dǎo)/微帶轉(zhuǎn)換探針25將通過波導(dǎo)接口輸入的驅(qū)動信號耦合到微帶傳輸線上；輸入低通濾波器，一方面用來防止肖特基二極管產(chǎn)生的三次倍頻信號反饋到輸入端；另一方面結(jié)合輸入匹配相移線段在二極管的輸入端形成在三次倍頻信號上的短路點。輸出匹配相移線段以及輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針共同形成倍頻器的輸出匹配，確保倍頻器能夠輸出最大的三次倍頻功率。下面以92GHz平衡式三倍頻器為例對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實施例。實施例:如圖1所示，倍頻器沿著輸入及輸出波導(dǎo)口的E面中心分割為下盒體1、上盒體2。外部接口包括:第一輸入波導(dǎo)端口 5和第二輸入波導(dǎo)端口 7構(gòu)成的輸入波導(dǎo)口，第一輸出波導(dǎo)端口 6和第二輸出波導(dǎo)端口 8構(gòu)成的輸出波導(dǎo)端口，第一偏置電源端口 9和第二偏置電源端口 10構(gòu)成的直流偏置接口。第一倍頻器基片3、第二倍頻器基片4分別安裝于下盒體
1、上盒體2中。第一肖特基二極管15、第二肖特基二極管16以反向串聯(lián)的方式安裝于第一倍頻器基片3上，第一肖特基二極管15、第二肖特基二極管16的P極安裝于主傳輸線27上；第三肖特基二極管17、第四肖特基二極管18以反向串聯(lián)的方式安裝于第二倍頻器基片4上，第三肖特基二極管17、第四肖特基二極管18的N極安裝于主傳輸線30上。肖特基二極管采用UMS公司的DBES105a。輸入波導(dǎo)/微帶轉(zhuǎn)換探針25將頻率約30.7GHz的輸入信號耦合進(jìn)第一倍頻器基片3中。輸入低通濾波器24的截止頻率設(shè)計在60GHz，允許輸入信號通過，而由肖特基二極管非線性產(chǎn)生的三次倍頻信號(即所需的輸出信號，約94GHz)無法通過該濾波器反饋到輸入端，從而防止有用信號泄漏到輸入端極直流偏置端。該低通濾波器屬于高低阻抗線低通濾波器[見 J.S.Hong andM.J.Lancaster.Microstrip Filters for RF/MicrowaveApplications.New York.J.ffiley&Sons, 2001, pp 109-115]，在 94GHz 頻率處的抑制度在30dB以上。下盒體I中，輸入匹配相移傳輸線段23結(jié)合輸入低通濾波器24使得在肖特基二極管的輸入端(即圖6a中肖特基二極管的右側(cè))在92GHz頻率處呈現(xiàn)短路狀態(tài)，即提供等效射頻接地(在輸出頻率)。輸出匹配相移傳輸線段20結(jié)合輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針19使得在肖特基二極管的輸出端(即圖6a中肖特基二極管的左側(cè))在約30.7GHz頻率處呈現(xiàn)短路狀態(tài)，即提供等效射頻接地(在輸入頻率)；同時使得倍頻器的負(fù)載阻抗為最佳匹配阻抗，即使得輸出功率最大化。直流偏置低通濾波器26為Hammer-Head低通濾波器(見J.E.0swald andP.H.Siegel.The application of the FDTD method to millimeter-wave filtercircuits including the design and analysis of a compact coplanar stripfilter for THzfrequencies[C].1EEE MTT-S International Microwave SymposiumDigest.1994，pp309_312)，這種濾波器具有體積小、阻帶寬等優(yōu)點。濾波器的截止頻率設(shè)計在約10GHz，保證對30.7GHz的輸入驅(qū)動信號的抑制度在30dB以上，防止輸入驅(qū)動信號泄漏到直流偏置端口，從而可能會降低倍頻器的倍頻效率。而對于直流偏置信號，可以直流通過低通濾波器，從而直達(dá)肖特基二極管。圖10給出了 92GHz平衡式三倍頻器的仿真結(jié)果。從仿真結(jié)果可以看出，該三倍頻器在92GHz頻率處的倍頻效率約25%，從而也驗證了本發(fā)明所提出的平衡式三倍頻器結(jié)構(gòu)的有效性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種倍頻器，其特征在于:該倍頻器包括下盒體(I)、與下盒體扣合的上盒體(2)、安裝于下盒體(I)中的第一倍頻器基片(3 )、安裝于上盒體(2 )中的第二倍頻器基片(4 );上盒體(2)與下盒體(I)呈鏡像對稱；第一倍頻器基片(3)和第二倍頻器基片(4)上蝕刻的傳輸線電路相同； 倍頻器包括設(shè)置在下盒體(I)的第一輸入波導(dǎo)端口(5)、第一輸出波導(dǎo)端口(6)和第一偏置電源端口(9)，還包括設(shè)置在上盒體(2)的第二輸入波導(dǎo)端口(7)、第二輸出波導(dǎo)端口(8)以及第二偏置電源端口(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述倍頻器，其特征在于:下盒體(I)的內(nèi)腔包括輸入波導(dǎo)腔體(28)、與輸入波導(dǎo)腔體(5)相距一定距離的輸出波導(dǎo)腔體(29)、偏置電路腔體(12)、核心倍頻電路腔體(11);其中核心倍頻電路腔體(11)位于輸入波導(dǎo)腔體(28)與輸出波導(dǎo)腔體(29)之間且將輸入波導(dǎo)腔體(28)與輸出波導(dǎo)腔體(29)連接，偏置電路腔體(12)的一端與輸入波導(dǎo)腔體(28)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述倍頻器，其特征在于:第一倍頻器基片(3)上安裝有第一肖特基二極管(15 )和第二肖特基二極管(16 );第二倍頻器基片(4)上安裝有第三肖特基二極管(17)和第四肖特基二極管(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述倍頻器，其特征在于:第一倍頻器基片(3)由以下幾個部分構(gòu)成:輸入波導(dǎo)/微帶轉(zhuǎn)換探針(25)、輸入低通濾波器(24)、輸入匹配移相傳輸線段(23)、二極管安裝第一焊盤(21)、二極管安裝第二焊盤(22)、輸出匹配移相傳輸線段(20)、輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針(19)、偏置低通濾波器(26)、偏置電源端口傳輸線(9)構(gòu)成；其中，輸入波導(dǎo)/微帶轉(zhuǎn)換探針(25 )位于輸入波導(dǎo)腔體(28 )中，其一側(cè)與輸入低通濾波器(24 )、輸入匹配移相線段(23)、輸出匹配移相傳輸線段(20)、輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針(19)依次相連，另一側(cè)與偏置低通濾波器(26)、偏置電源端口傳輸線(9)依次相連；輸出微帶/波導(dǎo)轉(zhuǎn)換探針(19)位于輸出波導(dǎo)腔體(29)中；主傳輸線(27)將以上各個部分串聯(lián)在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述倍頻器，其特征在于:第一肖特基二極管(15)和第二肖特基二極管(16)分別安裝于輸入匹配移相傳輸線段(23)及輸出匹配移相傳輸線段(20)的中間；二極管安裝第一焊盤(21)、二極管安裝第二焊盤(22)的一端分別與第一肖特基二極管(15)和第二肖特基二極管(16)的N極連接，另一端連接到下盒體(I)上；第一肖特基二極管(15 )和第二肖特基二極管(16 )的P極分別安裝于主傳輸線(27 )上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述倍頻器，其特征在于:第三肖特基二極管(17)和第四肖特基二極管(18 )安裝于第二倍頻器基片(4 )上第三肖特基二極管(17 )和第四肖特基二極管(18 )的N極分別安裝于主傳輸線(30)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了倍頻器，該倍頻器包括下盒體(1)、與下盒體扣合的上盒體(2)、安裝于下盒體(1)中的第一倍頻器基片(3)、安裝于上盒體(2)中的第二倍頻器基片(4)；上盒體(2)與下盒體(1)呈鏡像對稱；第一倍頻器基片(3)和第二倍頻器基片(4)上蝕刻的傳輸線電路相同。本發(fā)明采用兩個基片實現(xiàn)平衡式三倍頻器，便于外加直流偏置，從而可以提高倍頻效率。此外由于倍頻器采用的二極管數(shù)量提高了一倍，因此其功率容量也得到了相應(yīng)的提高。
文檔編號H03B19/00GK103199794SQ20131006145
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者郭健, 崔寅杰, 徐杰, 許正彬, 錢澄, 童燁 申請人:東南大學(xué)