本发明专利技术提供一种双平衡式三倍频器。该双平衡式三倍频器至少包括：工作在基波频段的90°第一输入电桥；均工作在基波频段且分别连接所述90°第一输入电桥的一个输出端的两个90°第二输入电桥；分别连接一个90°第二输入电桥的一个输出端的4个倍频电路；均工作在三次谐波频段且分别与两个倍频电路输出端连接的两个-90°输出电桥；以及连接两个-90°输出电桥输出端的合路器。本发明专利技术的双平衡式三倍频器具有结构简单、易于集成和工艺能力要求低等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波通信
，特别是涉及ー种双平衡式三倍频器。
技术介绍
倍频器是用来实现频率倍増，把输入的基波频率倍频到需要的谐波频率上，使其输出需要的谐波功率的器件。倍频器的引入可以有效降低本地振荡器(LO)频率，这对毫米波系统来说，缓解了极高频本地振荡器的设计需要，极高频本地振荡器对エ艺要求极为苛刻，容易出现频率不稳、线性度低、芯片一致性低、并且难以直接锁相，所以倍频器能够提高整个系统的稳定性和降低成本。目前毫米波段三倍频器主要采用肖特基ニ极管或者异质节势垒变容管作为非线性器件，同时波导结构以及基片集成波导(SIW)结构在高频段的毫米波三倍频器中被大量采用，目的是利用波导腔体的传输特性实现三次谐波内的基波和二次谐波良好抑制能力。但是这种非平面エ艺结构将极大影响毫米波系统的小型化、高集成度化和低成本化。目前基于平面エ艺上的三倍频器仍然没能够很好解决除三次谐波外各次谐波(包括基波)的抑制问题，这直接影响整个系统的频谱纯洁性和三次倍频效率，需要额外的复杂匹配枝节电路或者滤波网络来补偿，这增加了电路设计难度和成本。近年来，单平衡式三倍频器因其対称的结构、简易的设计方法和简洁的版图面积获得了大量研究，其主要的拓扑结构有两种，如图Ia及Ib所示。单平衡式三倍频器由ー对180° /180°或者90° /90°电桥以及一对单终端倍频电路(XN)实现。一般来说，输入电桥(输出相位差a° )和输出电桥(输出相位差b° )的相位因数决定了 N次谐波的输出。当满足NXafbXN 360° XiN次谐波信号将在输出端线性叠加。其中N是倍频数，i是整数。根据这样的理论分析，180° /180°电桥的输出信号中，偶次谐波分量将相互抵消，而奇次谐波分量(包括基波和三次谐波)将在输出端线性叠加；90° /90°电桥的输出信号中，基波分量将相互抵消，而二次谐波分量将在输出端矢量叠加，需要的三次谐波分量将线性叠加。由此可见，但是无论两种拓扑结构中的哪ー种都不能同时既实现基波的输出抑制也实现偶次谐波的输出抑制，仍然需要外置的匹配枝节电路或滤波器，这将影响非线性単元的匹配特性，降低三次谐波的倍频效率以及输出三次谐波的功率。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供ー种具有良好的各次谐波抑制能力的双平衡式三倍频器。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供ー种双平衡式三倍频器，其至少包括90°第一输入电桥,其工作在基波频段；分别连接所述90°第一输入电桥的ー个输出端的两个90°第二输入电桥,均エ作在基波频段；分别连接ー个90°第二输入电桥的ー个输出端的4个倍频电路；分别与两个倍频电路输出端连接的两个-90°输出电桥，均工作在三次谐波频段；以及连接两个-90°输出电桥输出端的合路器。优选地,所述90°第一输入电桥与所述90°第二输入电桥结构相同。优选地,所述90°第一输入电桥米用90°的3dB输入电桥；更为优选地,所述90。第一输入电桥包括3dB Lange Coupler。优选地，倍频电路采用工作在C类功放区域的MOSFET单管电路。 优选地，所述-90°输出电桥采用-90°的3dB输出电桥；更为优选地，所述-90。输出电桥包括3dB Lange Coupler。优选地，所述合路器包括威尔金森功分器。如上所述，本专利技术的双平衡式三倍频器的优点包括所有元器件均可由平面电路エ艺实现，结构简単，易于集成；此外，在不需要外置滤波器下，能实现较好的谐波抑制特性。附图说明图Ia及Ib显示为现有技术的单平衡式三倍频器拓扑结构示意图。图2显示为本专利技术的双平衡式三倍频器拓扑结构示意图。图3显示为本专利技术的双平衡式三倍频器的90°的3dB输入电桥结构示意图。图4显示为本专利技术的双平衡式三倍频器的倍频电路结构示意图。图5显示为本专利技术的双平衡式三倍频器的-90°的3dB输出电桥结构示意图。图6显示为本专利技术的双平衡式三倍频器的合路器结构示意图。具体实施例方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请參阅图2至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所掲示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所掲示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。如图2所示，本专利技术提供ー种双平衡式三倍频器。该双平衡式三倍频器至少包括三个3dB输入90°电桥，工作在基波频段，分别为桥I、桥2和桥3 ;四个对称的倍频电路；两个3dB输出-90°电桥，工作在三次谐波频段，分别为桥4和桥5;以及最后输出端的合路器，工作在三次谐波频段。该双平衡式三倍频器的输入端即为桥I的输入端；桥I的0°输出端接桥2的输入端；桥I的90°输出端接桥3的输入端；桥2的0°输出端和90°输出端分别和倍频电路I、倍频电路2的输入端相连；桥3的0°输出端和90°输出端分别和倍频电路3、倍频电路4的输入端相连；倍频电路I、倍频电路2的输出端分别和桥4的-90°输入端和0°输入端相连；倍频电路3、倍频电路4的输出端分别和桥5的-90°输入端和0°输入端相连；桥4和桥5的输出端分别和合路器的两个输入端相连，合路器的输出端即为三倍频器的输出端。采用本专利技术的双平衡式三倍频器可以实现较高的基波和偶次谐波的输出抑制，同时抑制比随エ艺偏差的变化较小，整个三倍频器具有小型化、易集成化和低成本化。本专利技术的工作过程为射频信号通过桥I的输入端进入双平衡式三倍频器；在桥I的输出端分为等幅的0°相位和90°相位的两路信号；0°相位的信号进入桥2的输入端，90°相位的信号进入桥3的输入端；在桥2的输出端，0°相位的信号分为等幅的0°相位和90°相位的两路信号；在桥3的输出端，90°相位的信号分为等幅的90°相位和180°相位的两路信号；桥2输出端的0°相位信号进入倍频电路I ;桥2输出端的 90°相位信号进入倍频电路2 ;桥3输出端的90°相位信号进入倍频电路3 ;桥3输出端的180°相位信号进入倍频电路4;经过倍频电路的非线性变化，倍频电路I的输出端输出相对相位分别为0° /0° /0°的基波/二次谐波/三次谐波信号，倍频电路2的输出端输出相对相位分别为90° /180° /270°的基波/二次谐波/三次谐波信号，倍频电路3的输出端输出相对相位分别为90° /180° /270°的基波/二次谐波/三次谐波信号，倍频电路4的输出端输出相对相位分别为180° /0° /180°的基波/二次谐波/三次谐波信号；倍频电路I输出的基波/二次谐波/三次谐波信号在桥4的输出端相对相位分别为270° /270° /270°，倍频电路2输出的基波/二次谐波/三次谐波信号在桥4的输出端相对相位分别为90° /180° /270°，这样，在桥4的输出端基波信号相互抵消，二次本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双平衡式三倍频器，其特征在于，所述双平衡式三倍频器至少包括：90°第一输入电桥，其工作在基波频段；分别连接所述90°第一输入电桥的一个输出端的两个90°第二输入电桥，均工作在基波频段；分别连接一个90°第二输入电桥的一个输出端的4个倍频电路；分别与两个倍频电路输出端连接的两个？90°输出电桥，均工作在三次谐波频段；以及连接两个？90°输出电桥输出端的合路器。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李凌云，叶禹，孙晓玮，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。