[实用新型]一种宽带高频低倍频损耗、高谐波抑制二倍频器芯片

说明书

本实用新型提供了一种宽带高频低倍频损耗、高谐波抑制二倍频器芯片，属于微电子与固体电子学的射频微波集成电路技术领域，包括倍频模块、第一电源滤波电路、第二电源滤波电路以及输出匹配模块，倍频模块的输入端构成芯片的输入端口并接收单端信号，倍频模块的输出端与输出匹配网络的输入端连接，输出匹配网络的输出端构成芯片的输出端口，输出只含有偶次谐波的单端信号。本实用新型提供的倍频器芯片在较小的芯片尺寸内实现了更高的谐波抑制与更低的倍频损耗，并且具有良好的线性度和动态范围。

技术领域

本实用新型属于微电子与固体电子学的射频微波集成电路技术，特别是一种宽带高频低倍频损耗、高谐波抑制二倍频器芯片。

背景技术

近年来，毫米波系统在高速率通信和高分辨率成像雷达等高端设备上具有广泛的应用，对于此类系统，其关键核心在于设计高功率、宽带和低相位噪声的本振信号源。由于毫米波振荡器对工艺波动敏感、调谐范围窄，在毫米波信号源设计上通常采用宽带低倍频损耗的倍频器作为信号源的关键核心电路。

对于倍频电路，频率的倍增可通过任何非线性半导体器件实现，如常见的非线性变阻二极管、阶跃二极管、场效应管等都能用来倍频，并且随着科研人员的不断努力亳米波倍频器芯片从倍频效率和谐波抑制度上都有很大的提升，基本的电路架构和实现方式都己相对成熟，但是目前仍存在着以下问题：

1、对于非线性电阻式倍频，所需输入功率较高，倍频损耗大；

2、毫米波频段很难实现更高的谐波抑制；

3、宽带倍频器芯片相邻谐波与工作频带出现重叠，抑制程度较差。

基于上述问题，在不影响谐波抑制度的前提下，本专利采用了改变晶体管两侧压差的方式降低倍频器的最佳输入功率，有效的减小了电路的倍频损耗。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种宽带高频低倍频损耗、高谐波抑制二倍频器芯片，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种宽带高频低倍频损耗、高谐波抑制二倍频器芯片，主要由倍频模块、第一电源滤波电路、第二电源滤波电路以及输出匹配模块组成；倍频模块的输入端构成芯片的输入端口，用于接收单端信号；倍频模块的输出端与输出匹配网络的输入端连接，用于输出一组相位相反、幅度相等的奇次谐波，以及一组相位相同、幅度相等的偶次谐波；输出匹配网络的输出端构成芯片的输出端口，用于输出只含有偶次谐波的单端信号。

第一电源滤波电路的输入端外接预设电源正极端，第一电源滤波电路的输出端与倍频模块的外接正电端相连，第二电源滤波电路的输出端外接预设电源负极端，第二电源滤波电路的输入端与倍频模块的外接负电端相连，第一电源滤波电路和第二电源滤波电路用于抑制芯片输出端口基波功率、并由芯片输出端口输出相应单端信号。

具体而言，所述倍频模块包括微带传输线TL1、基极-发射极短接晶体管D1和基极-发射极短接晶体管D2、传输线巴伦Tb1、巴伦传输线Tb2和巴伦传输线Tb3；微带传输线TL1的一端构成倍频模块的输入端，微带传输线TL1的另一端与基极-发射极短接晶体管D1的集电极和基极-发射极短接晶体管D2的发射极三者连接，基极-发射极短接晶体管D1发射极与微带传输线TL2一端相连，微带传输线TL2另一端、巴伦传输线Tb3的一端、微带传输线TL2的一端三者相连，巴伦传输线Tb3的另一端构成倍频模块的外接正电端；基极-发射极短接晶体管D2集电极和巴伦传输线Tb1的一端之间通过微带传输线TL3相连，巴伦传输线Tb1的另一端倍频模块的外接负电端；微带传输线TL2的另一端构成倍频模块的输出端。

第一电源滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，电容C1；电阻R1的一端构成第一电源滤波电路的输入端，电阻R1的另一端、电阻R2的一端以及电容C1的一端三者相连构成第一电源滤波电路的输出端，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端接地。