微波倍頻器是一種基本的微波電路。所謂倍頻器 是指能完成輸入信號(hào)頻率倍增功能的電子設(shè)備。原則 上,非線性器件都能實(shí)現(xiàn)倍頻,而利用半導(dǎo)體器件的 非線性實(shí)現(xiàn)的倍頻,即稱(chēng)為固態(tài)倍頻器。當(dāng)用一個(gè)正 弦信號(hào)激勵(lì)非線性器件時(shí),便會(huì)在基頻的諧波頻率上 產(chǎn)生功率。倍頻電路的作用就是有效提取其中所需要 的諧波信號(hào),而將其基頻和不需的諧波加以抑制。
倍頻器按其工作原理又可分為兩大類(lèi):一種是非 線性電阻倍頻。這類(lèi)倍頻器是利用雙結(jié)型晶體管、場(chǎng) 效應(yīng)晶體管或二極管的非線性電阻效應(yīng)把大幅度正弦 倍頻器的原理波變成電流脈沖,再用選頻回路將所需要的諧波選出,以完成倍頻作用。
另一種非線性電抗倍頻,亦稱(chēng)為“參量倍頻”。
其一是利用PN 結(jié)或金屬一半導(dǎo)體結(jié)電容的非線性變化得到輸入信號(hào)的諧波,經(jīng)濾波器選出需要的頻率.變?nèi)荻䴓O管倍頻器、階躍二極管倍頻器以及利用集電極非線性效應(yīng)做成的三極管倍頻器都是非線性電容構(gòu)成的倍頻器;其二是利用非線性電感構(gòu)成的倍頻器。例如利用雪崩二極管雪崩渡越效應(yīng)引起的非線性電感實(shí)現(xiàn)的倍頻。
目前,在頻率較低、倍頻次數(shù)不是很高的場(chǎng)合,人們常采用晶體管有源倍頻來(lái)實(shí)現(xiàn) 而在頻率較高時(shí)往往采用變?nèi)荻䴓O管或是階躍恢復(fù)二極管等無(wú)源電路。隨著截止 頻率很高的各種場(chǎng)效應(yīng)管的出現(xiàn),人們對(duì)利用場(chǎng)效應(yīng)管的非線性來(lái)實(shí)現(xiàn)次數(shù)較低的倍頻電路表現(xiàn)出極大的興趣。
利用ADS射頻仿真軟件和嵌入法對(duì)倍頻器的環(huán)境阻抗、有效激勵(lì)電平進(jìn)行了研究,針對(duì)倍頻器輸出端外加負(fù)載后對(duì)倍頻效率產(chǎn)生的影響,提出了改進(jìn)方法并進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證。
1 引言