[发明专利]高输出功率毫米波二倍频器及其输出方法

说明书

本发明公开了高输出功率毫米波二倍频器及其输出方法，高输出功率毫米波二倍频器的输出方法，包括步骤S1：将输入的差分信号且频率为f的基波信号IN1输入到第一晶体管的输入端，以形成频率为2f的二倍频电流信号I_2f1，将输入的差分信号且频率为f的基波信号IN2输入到第二晶体管的输入端，以形成频率为2f的二倍频电流信号I_2f2。本发明公开的高输出功率毫米波二倍频器及其输出方法，实现了在较低功耗和简单结构的前提下，提高了二倍频器输出功率，达到高性能微波毫米波源的设计要求，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于毫米波倍频器技术领域，具体涉及一种高输出功率毫米波二倍频器和一种高输出功率毫米波二倍频器的输出方法。

背景技术

近年来随着毫米波无线通信系统的迅猛发展，毫米波频率源的应用越来越普及，需求也越来越迫切。然而直接获得的高频频率源在频率稳定度和相位噪声等方面常不能满足通信系统的要求，这样就需要使用倍频器来实现高频频率源。作为高频频率源中最基本的构成模块，倍频器起到将输入信号的频率提升到更高的频段的作用。倍频器在保证功耗的前提下，应有较宽的频率覆盖范围，较大的输出功率，以满足不同应用的需要。

倍频器常用的结构有push-push倍频器、单管倍频器、自混频倍频器和注入锁定倍频器等。单管倍频器因为仅采用一对晶体管，结构简单，性能稳定，易于设计。但随着频率的升高，尤其在微波和毫米波频段，单管倍频器的输出功率偏小的弱点使其无法满足系统需求，通常需要加后置放大器，这增加了功耗、版图面积和稳定性，因此应用受到了限制。

因此，针对上述问题，予以进一步改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供高输出功率毫米波二倍频器及其输出方法，实现了在较低功耗和简单结构的前提下，提高了二倍频器输出功率，达到高性能微波毫米波源的设计要求，具有较好的应用前景。

本发明的另一目的在于提供高输出功率毫米波二倍频器及其输出方法，由于电感并联在晶体管的输入端和输出端，与寄生在输入端和输出端上的电容形成谐振，使输出端在二次谐波频段呈现为高阻；因此输入晶体管由于非线性产生的二次谐波电流不会通过寄生电容流回输入端，本发明提升了二次谐波电流流向负载的比例，减少了功率损失使得输出功率增高；适合微波和毫米波频率源。

为达到以上目的，本发明提供一种高输出功率毫米波二倍频器的输出方法，用于在低功耗和简单结构的基础上提高二倍频器的输出功率，包括以下步骤：

步骤S1：将输入的差分信号且频率为f的基波信号IN1输入到第一晶体管的输入端，(由于第一晶体管的非线性)以形成频率为2f的二倍频电流信号I_2f1，将输入的差分信号且频率为f的基波信号IN2输入到第二晶体管的输入端，(由于第二晶体管的非线性)以形成频率为2f的二倍频电流信号I_2f2；

步骤S2：第一晶体管在输出端输出二倍频电流信号I_2f1，第二晶体管在输出端输出二倍频电流信号I_2f2，并且第一晶体管的输出端和第二晶体管的输出端在连接点A连接，以形成第一总输出电流信号I_OUT1,并且将第一总输出电流信号I_OUT传入到输出匹配电路进行输出；

步骤S3：第一晶体管的输入端和输出端之间连接第一电感L₁，以形成第一LC谐振，并且调节第一电感L₁的电感值，使得第一LC谐振在2f频率(附近)，第一晶体管的输入端和输出端之间连接第一电感L₁，以形成第一LC谐振，并且调节第一电感L₁的电感值，使得第一LC谐振在2f频率(附近)，第一晶体管的输出端和第二晶体管的输出端在连接点A连接，以形成第二总输出电流信号I_OUT2,并且将第二总输出电流信号I_OUT2传入到输出匹配电路进行输出。