CN206894589U - 一种Ka波段四倍频芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及倍频器技术领域，尤其为本实用新型公开了一种Ka波段四倍频芯片，包括有基波放大器、四倍频器、Ka滤波器、四次谐波放大器，所述的Ka波段四倍频芯片采用结构形式为，放大、倍频、滤波、再放大的方案，实现了从X波段经过放大，驱动四倍频器、再四倍频到Ka频带内，经过滤波器，更进一步滤除杂波，再进行34‑36GHz频带内的放大。该四倍频器件，实现了从X到Ka波段的倍频功能，达到了16dBm的输出功率，且功率平坦度较好，具有良好的各次谐波抑制度，达到了55dBc，可以为Ka波段接收、发射等***提供可靠的信号源。

Description

一种Ka波段四倍频芯片

技术领域

本实用新型涉及倍频器技术领域，具体为一种Ka波段四倍频芯片。

背景技术

四倍频器主要用于频率源的设计，在频率更高的毫米波段，常规手段难以直接产生接收机、发射机所需的本振源。需要一种倍频器芯片来获取Ka及以上的源，以便其能使用在电子通信，雷达，电子对抗等领域。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种Ka波段四倍频芯片，以解决上述背景技术中提出的问题。所述Ka波段四倍频芯片具有较好的功率平坦度、各次谐波抑制度，可以为Ka波段接收、发射等***提供可靠的信号源特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种Ka波段四倍频芯片，包括有基波放大器、四倍频器、Ka滤波器、四次谐波放大器，所述基波放大器的信号输出端连接于四倍频器的信号输入端，所述四倍频器的信号输出端连接于Ka滤波器的信号输入端，所述Ka滤波器的信号输出端连接于四次谐波放大器的信号输入端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：电路结构简单，集成了放大，倍频，滤波等多个功能，具有输出频率高，在ka波段内实现了四倍频器，且输出功率大，谐波抑制度高以及尺寸小等优点，实现了传统的电路难以实现的Ka波段本振源。

附图说明

图1为本实用新型电路框图；

图2为本实用新型基波放大器的电路原理图；

图3为本实用新型四倍频器的电路原理图；

图4为本实用新型谐波放大器的电路原理图；

图5为本实用新型滤波器的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：

一种Ka波段四倍频芯片，包括有基波放大器、四倍频器、Ka滤波器、四次谐波放大器，所述基波放大器的信号输出端连接于四倍频器的信号输入端，所述四倍频器的信号输出端连接于Ka滤波器的信号输入端，所述Ka滤波器的信号输出端连接于四次谐波放大器的信号输入端。

所述的Ka波段(34-36GHz)四倍频芯片采用结构形式为，放大，倍频，滤波，再放大的方案，实现了从X波段经过放大，驱动四倍频器、再四倍频到Ka频带内，经过滤波器，更进一步滤除杂波，再进行34-36GHz频带内的放大。该四倍频器件，实现了从X到Ka波段的倍频功能，达到了16dBm的输出功率，且功率平坦度较好，具有良好的各次谐波抑制度，达到了55dBc。

X波段输入信号，由输入端(IN)，经过电容、第一级的基波放大器件，增益达到14dB，使得基波放大器输出11dBm以上的功率；去驱动四倍频，四倍频器经过仔细设计，对偏置电压的选取，使得四倍谐波成分斜率最大的方式输出四倍频信号，同时在四倍频输入采用通过基波匹配，二次谐波，四次枝节进行抑制的结构；输出，则采取了枝节抑制2次，4次谐波，同时也有枝节抑制1次，3次，5次的奇次谐波，匹配4次谐波成分。随后便是经过Ka的一个带通滤波器，保证带内34-36GHz信号顺利通过，抑制其他信号组分。最后，是对四倍频信号的器件进行放大输出，经电容，由其输出端(OUT)输出。保证输出功率达到16dBm，进行了三级放大设计，保证输出增益21dB的基础上，输出饱和功率为16.5dBm以上。

其基波放大部分为单级放大器如图2所示。其四倍频器如图3所示。其谐波放大部分如图4所示。

如图1，Ka波段(34-36GHz)四倍频芯片主体由四个部分构成。基波放大电路、四倍频器电路、滤波器、四次谐波放大电路构成。

如图2所示，Ka波段(34-36GHz)四倍频芯片的基波放大电路原理图部分。包括有一个单级放大器件，该单级放大器件采用耗尽型的pHEMT，漏源分开加电，输入输出共轭匹配，使得输出饱和功率大于14dBm。

如图3所示，Ka波段(34-36GHz)四倍频芯片，倍频器部分，采用了有源pHEMT(V2)，偏置在Vg＝-1.4V，这个偏置的选择使得四次谐波的成分含量最大。输入端进行了输入共轭匹配，使微波信号最大量输入到四倍频的pHEMT，输入端对2次、4次谐波短路枝节，对2次、4次谐波反射，输出端对4次谐波进行匹配，对其他1次、3次；2次、4次、6次等谐波进行反射；在34-36GHz，进行了带通滤波，对带外信号进行抑制。

如图4所示，Ka波段(34-36GHz)四倍频芯片的四次谐波放大的电路结构。该放大器由三级放大器构成，前面两级按照输入输出共轭匹配设计，最后一级按照输出功率要求设计。图4的电路中，V3、V4、V5分别是2*50、2*50、4*50的尺寸，第一级、第二级前面串联了一个小电阻，是稳定性设计的考虑；每一级的加电，都是漏极、栅极分开加电的方式，故在直流端采用微带线起到了遏制射频信号的作用，达到直流和射频分开的目的。该电路实现了带内信号的放大，输出信号的功率在16dBm以上。

以下结合图1对本实用新型作进一步的说明：

1、关键的四倍频部分，对各次谐波的抑制，以及对四次谐波的匹配是关键的。四倍频部分对pHEMT管子进行合适的偏置设计，利用器件的非线性效应，产生最大的四次谐波分量。

2、四倍频的输入端通过四分之一微带线，分别对2次、4次谐波进行抑制；输出端通过同样的原理，对1、3、5次谐波分量进行抑制，对2次谐波进行抑制，对4次谐波进行匹配。

3、为了进行带外分量的抑制，在四倍频器和谐波放大器中间，加入了带通滤波器，采用LC结构的形式完成；具体电路如图5所示；

4、谐波放大器是对产生的四次谐波进行放大，达到16dBm功率水平；

5、本实用新型采用了新型的源产生结构，解决了Ka波段34-36GHz源的问题。为毫米波段的接收和发射***提供了可靠的本振源解决方案。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种Ka波段四倍频芯片，包括有基波放大器、四倍频器、Ka滤波器、四次谐波放大器，其特征在于：所述基波放大器的信号输出端连接于四倍频器的信号输入端，所述四倍频器的信号输出端连接于Ka滤波器的信号输入端，所述Ka滤波器的信号输出端连接于四次谐波放大器的信号输入端。