CN202153722U - 一种倍频电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种倍频电路，它的信号放大模块的信号输出端连接信号激励模块的信号输入端，信号激励模块的信号输出端连接滤波器的信号输入端，滤波器的信号输出端通过阶跃二极管SRD连接带通滤波器BF1的信号输入端。本实用新型通过设置信号放大模块、信号激励模块、低通滤波器LP1、阶跃二极管SRD和带通滤波器BF1，能实现奇数次或偶数次倍频，并能一次性将频率倍频到所需频率的倍频电路，另外，本实用新型对输入信号频率的要求较低，能适应多种频段的初始信号。本实用新型还具有结构简单，使用方便的优点。

Description

一种倍频电路
技术领域
本实用新型涉及移动通信中射频技术设计领域，具体涉及一种倍频电路。
技术背景
在射频***设计中，为了实现频率的变频设计要求，往往需要频率变化的跨越区间较大，一般需要对频率信号进行2～8次的倍频，以实现频率由1～3GHz到7～23GHz的频率变化，倍频后的信号一般用于混频器的本振输入。
目前业内广泛采用的是倍频IC(integrated circuit)器件来实现射频信号的倍频处理，但是使用倍频IC器件仅能实现2的倍数的倍频设计，如2倍频、4倍频和8倍频的设计。如要将一个3.5GHz的信号4倍频到14G，用倍频IC实现的方式可以先采用HITTITE公司的HMC575将3.5GHz信号2倍频到7GHz，然后采用HITTITE公司的HMC368将7GHz信号2倍频率到14GHz。
另外，采用倍频IC器件实现倍频还会受到器件条件限制，如HMC575对输入信号频率要求为3～4.5GHz，而且往往以2的倍数进行倍频的方式对***设计的混频电路要求较高，对于较复杂的***，可能需要独立设计一个PLL(Phase Locked Loop，锁相环)环路来提供倍频用的初始频率，该方案存在多次变频导致射频指标恶化，对电路中放大器及滤波器种类要求较多，调试困难等缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述技术问题，提供一种可奇数次或偶数次倍频，并能一次性将频率倍频到所需频率的倍频电路，另外，该倍频电路对输入信号频率的要求较低，能适应多种频段的初始信号。
为实现此目的，本实用新型所设计的一种倍频电路，其特征在于：它包括信号放大模块、信号激励模块、滤波器、阶跃二极管SRD和带通滤波器BF 1，其中，所述信号放大模块的信号输出端连接信号激励模块的信号输入端，信号激励模块的信号输出端连接滤波器的信号输入端，滤波器的信号输出端通过阶跃二极管SRD连接带通滤波器BF1的信号输入端。
所述滤波器为低通滤波器LP1或介质滤波器。
所述信号激励模块包括电阻R2、电感L2和电阻R3，其中，所述电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端连接信号放大模块的信号输出端，电感L2的一端连接信号放大模块的信号输出端，电感L2的另一端通过电阻R3接地。
所述阶跃二极管SRD的正极连接低通滤波器LP1的信号输出端，阶跃二极管SRD的负极接地。
所述信号放大模块包括电容C1～C4、放大器Q1、电感L1和电阻R1，其中，电容C1的一端连接放大器Q1的信号输入端，放大器Q1的信号输出端连接电容C4的一端；电感L1、电容C2、电容C3和电阻R1构成放大器Q1的偏置电路，所述电感L1的一端连接到放大器Q1的信号输出端，电感L1的另一端通过电容C2连接到地，电感L1的另一端还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端通过电容C3接地，电阻R1的另一端连接电源，所述放大器Q1的两个接地端分别接地，所述电容C4的另一端为信号放大模块的信号输出端。
本实用新型通过设置信号放大模块、信号激励模块、低通滤波器LP1、阶跃二极管SRD和带通滤波器BF1，能实现奇数次或偶数次倍频，并能一次性将频率倍频到所需频率的倍频电路，另外，本实用新型对输入信号频率的要求较低，能适应多种频段的初始信号。本实用新型还具有结构简单，使用方便的优点。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
如图1和2所示的一种倍频电路，其特征在于：它包括信号放大模块、信号激励模块、低通滤波器LP1、阶跃二极管SRD和带通滤波器BF1，其中，信号放大模块的信号输出端连接信号激励模块的信号输入端，信号激励模块的信号输出端连接低通滤波器LP1的信号输入端，低通滤波器LP1的信号输出端通过阶跃二极管SRD连接带通滤波器BF1的信号输入端。
上述技术方案中，低通滤波器LP1可用介质滤波器代替。
上述技术方案中，信号放大模块包括电容C1～C4、放大器Q1、电感L1和电阻R1，其中，电容C1的一端连接放大器Q1的信号输入端，放大器Q1的信号输出端连接电容C4的一端；电感L1、电容C2、电容C3和电阻R1构成放大器Q1的偏置电路，电感L1的一端连接到放大器Q1的信号输出端，电感L1的另一端通过电容C2连接到地，电感L1的另一端还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端通过电容C3接地，电阻R1的另一端连接+5V电源，放大器Q1的两个接地端分别接地，电容C4的另一端为信号放大模块的信号输出端。
信号激励模块包括电阻R2、电感L2和电阻R3，其中，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端连接信号放大模块的信号输出端，电感L2的一端连接信号放大模块的信号输出端，电感L2的另一端通过电阻R3接地。
阶跃二极管SRD的正极连接低通滤波器LP1的信号输出端，阶跃二极管SRD的负极接地。低通滤波器LP1的接地端接地，带通滤波器BF1的接地端接地。
上述技术方案中，信号放大模块根据输入信号F(in)的频率及阶跃二极管SRD对输入信号F(in)的功率要求进行选取；信号激励模块在阶跃二极管SRD处于正向低阻抗状态时使此电感储存能量；而当其处于反向高阻抗状态时，使电感在瞬间释放能量，形成一频谱极宽的窄电压脉冲，通过带通滤波器BF1使其能量集中于所需谐波附近，以获得高效输出；阶跃二极管SRD一般使用Metelics公司的MSD 700系列和MMD840系列；带通滤波器BF1一般采用微带设计，设计所需的输出倍频信号F(OUT)由该滤波器的设计带宽决定。
下面以图2从信号输入到信号输出的整个过程来分析电路的工作过程：
从F(in)输入一个需倍频信号，通过信号放大模块将信号幅度调节到阶跃二极管SRD所需要的输入幅度，阶跃二极管SRD所产生的不同阶次的谐波衰减幅度较大，阶次越高的谐波衰减越大，阶跃二极管SRD倍频器多用于高次倍频(倍频次数最高可达20次)，且倍频效率较高，其倍频效率约为1/n(n表示谐波次数)，根据所要取的阶次谐波分量设计输入信号F(in)的功率幅度；信号激励模块形成频谱极宽的窄电压脉冲；利用阶跃二极管SRD的电抗开关特性可以产生N(N＞2)阶谐波分量；低通滤波器LP1抑制信号放大模块带来的高次杂散信号，同时抑制高次谐波的反串；通过设计带通滤波器BF1来获取相应阶次的谐波分量作为倍频信号，N阶谐波分量即是设计所需要的N倍频信号，一般设计N的范围为2～9。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种倍频电路，其特征在于：它包括信号放大模块、信号激励模块、滤波器、阶跃二极管SRD和带通滤波器BF1，其中，所述信号放大模块的信号输出端连接信号激励模块的信号输入端，信号激励模块的信号输出端连接滤波器的信号输入端，滤波器的信号输出端通过阶跃二极管SRD连接带通滤波器BF1的信号输入端。
2.根据权利要求1所述的倍频电路，其特征在于：所述滤波器为低通滤波器LP1或介质滤波器。
3.根据权利要求2所述的倍频电路，其特征在于：所述信号激励模块包括电阻R2、电感L2和电阻R3，其中，所述电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端连接信号放大模块的信号输出端，电感L2的一端连接信号放大模块的信号输出端，电感L2的另一端通过电阻R3接地。
4.根据权利要求3所述的倍频电路，其特征在于：所述阶跃二极管SRD的正极连接低通滤波器LP1的信号输出端，阶跃二极管SRD的负极接地。
5.根据权利要求2或3或4所述的倍频电路，其特征在于：所述信号放大模块包括电容C1～C4、放大器Q1、电感L1和电阻R1，其中，电容C1的一端连接放大器Q1的信号输入端，放大器Q1的信号输出端连接电容C4的一端；电感L1、电容C2、电容C3和电阻R1构成放大器Q1的偏置电路，所述电感L1的一端连接到放大器Q1的信号输出端，电感L1的另一端通过电容C2连接到地，电感L1的另一端还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端通过电容C3接地，电阻R1的另一端连接电源，所述放大器Q1的两个接地端分别接地，所述电容C4的另一端为信号放大模块的信号输出端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103731276A (zh) * 2013-12-26 2014-04-16 朱向伟 Poc供电模块及***
CN107508556A (zh) * 2017-08-28 2017-12-22 河海大学 一种de类倍频器及设计方法
CN117411438A (zh) * 2023-12-13 2024-01-16 成都威频通讯技术有限公司 一种阶跃二极管奇次倍频器

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