[发明专利]采用雪崩二极管的毫米波及太赫兹高次倍频器

说明书

技术领域

本发明涉及毫米波技术领域，尤其涉及一种毫米波及太赫兹高次倍频器。

背景技术

通常基于肖特基二极管的倍频器倍频次数不超过5次。在毫米波及太赫兹频段，若要获取毫米波及太赫兹频段的信号，则需通过多级的倍频放大链路实现，需要倍频放大链路级间的电路匹配滤波放大，电路结构复杂，稳定性差，实现难度大。

P.A.Rolland在IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques,24(11),pp.768-775,1976名为“Newmodesofoperationforavalanchediodesfrequencymultiplicationandup-conversion”的文献中提出了一种利用雪崩二极管产生的谐波实现倍频和上变频的理论，并在设计实例中给出了一个基于波导腔体结构的Ka波段雪崩二级管11次倍频器的结果，但没有给出利用雪崩二极管实现高次倍频的普遍性设计方法，尤其是采用平面微带结构的雪崩二极管高次倍频器的设计方法。

本发明的发明人在ProgressInElectromagneticsResearchLetters,No.36:，pp.77-86，2013名为“Compactlowpassfilterwithwidestopbandusingnoveldouble-foldedSCMRCstructurewithparallelopen-endedstub”文献中提出过一种带双扇形支节的螺旋形微带紧凑谐振单元(SCMRC)的结构，该结构具有良好的低通滤波效果，通带内传输损耗小，具有很宽的阻带频率范围，并且寄生通带远离工作频率。带双扇形支节的螺旋形微带紧凑谐振单元(SCMRC)电路尺寸小，并且可作为准集成组件灵活地运用在功能电路中，实现对需要传输信号的通过以及对需要抑制信号的有效抑制，但在该文献中没有提出过如何将它应用在毫米波及太赫兹频段的雪崩二极管高次倍频器中。

由于采用现有多级倍频放大链路的技术获取毫米波及太赫兹信号的方式，制造成本和使用成本都较高，电路结构复杂，稳定性差。所以在目前毫米波及太赫兹通信日益发展的背景下，现有技术的倍频放大链路已难以满足用户降低成本并提高工作稳定性的要求。

发明内容

本发明旨在提供一种采用雪崩二极管的毫米波及太赫兹高次倍频器，用以取代现有的倍频放大链路，进一步有效降低倍频输入信号的工作频率，降低系统设备成本并提高稳定性。

为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明公开的采用雪崩二极管的毫米波及太赫兹高次倍频器，微带传输线A连接隔直电容C的一端，所述隔直电容C的另一端通过微带传输线B连接带双扇形支节的螺旋形微带紧凑谐振单元的一端，所述带双扇形支节的螺旋形微带紧凑谐振单元的另一端通过微带传输线C、焊接金带B连接并联接地的雪崩二极管的一端，所述雪崩二极管的另一端通过焊接金带B、阻抗线性渐变微带传输线、微带探针连接传输波导，微带传输线B还连接直流偏置电路。

调整带双扇形支节的螺旋形微带紧凑谐振单元(SCMRC)的电路尺寸，既能够有效促使倍频输入信号低损耗通过，又能灵活调整在雪崩管产生的谐波频率上所呈现出的电抗性负载，反射和抑制泄露到倍频输入电路中的谐波能量，实现谐波频率能量的回收再利用，从而提高倍频输出功率和效率。

优选的，所述直流偏置电路包括高阻线和单扇形支节，所述微带传输线B连接高阻线。

优选的，所述微带传输线A、B、C的特征阻抗均为50欧姆。

优选的，所述隔直电容C为微带贴片电容。

本发明适用于毫米波及太赫兹波段，可取代现有技术的倍频放大链路，进一步有效降低倍频输入信号的工作频率，降低系统设备成本并提高稳定性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为带双扇形支节的螺旋形微带紧凑谐振单元的结构图；

图3为带双扇形支节的螺旋形微带紧凑谐振单元的典型传输特性图；

图4为发明在110GHz附近的输出频谱图；

图中：1-微带传输线A、2-微带传输线B、3-带双扇形支节的螺旋形微带紧凑谐振单元、4-微带传输线C、5-阻抗线性渐变微带传输线、6-传输波导、7-雪崩二极管、8-焊接金带A、9-高阻线、10-直流偏置电路、11-微带探针、12-单扇形支节、13-焊接金带B。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。