W波段宽带倍频器的设计与仿真

本文介绍了一种由低次级联形式构成的W波段宽带六倍频器。输入信号先经过MMIC得到二倍频,再由反向并联二极管对平衡结构实现宽带三倍频,从而将Ku波段信号六倍频到W波段。该倍频器的输入端口为玻璃绝缘子同轴转换接头,输出为WR-10标准矩形波导结构。仿真结果表明当输入信号功率为20dBm时,三倍频器在整个W波段的输出三次谐波功率为4.5dBm左右,变频损耗小于17dB。该设计可以降低毫米波设备的主振频率,扩展已有微波信号源的工作频段。     

基于功率合成技术的V波段倍频源*

赫兹倍频链通过对低频段微波信号多次倍频,可以获得高稳定、低相位噪声的太赫兹频率源,应用前景广阔。倍频链越高频,需要驱动功率越不容易达到,为提高V波段倍频链功率,尝试了倍频功率合成方法,该方式与放大器功率合成相比,具有相位差影响和频率加倍的特点。研制出了V波段4路倍频源,对倍频合成工作原理、倍频效率和高次谐波抑制效果进行了验证。测试结果表明:在66～75GHz范围内,V波段倍频器均可获得20dBm以上的2次谐波倍频功率输出,最大功率为24dBm,带内波动约为4dB,功率合成效率大于85%。     

Q波段宽带功率合成倍频器的设计北大核心CSCD

提出了一款输出频率覆盖整个Q波段的高功率固态有源四倍频器模块。倍频器基于混合集成电路技术实现,采用有源二倍频—功率放大—功率分配—无源二倍频—功率合成的拓扑结构。在前级采用基于悬置带线的180°反相器进行功分器设计,以实现宽带性能以及结构紧凑性。在无源二倍频时,采用两个分立的MA4E1310肖特基二极管组成非平衡倍频结构获取其二次谐波,并通过波导双探针进行合成输出,以此突破单个二极管的功率容量制约,进而提高倍频输出功率。测试结果表明,固态倍频源模块在5.5 V/0.9 A的直流偏置以及5 dBm的输入功率下,可以在33~50 GHz全波导频率范围内获得15~19 dBm的输出功率。     

基于InP HBT工艺的高功率高谐波抑制W波段宽带八倍频器MMIC

基于0.7μm InP HBT工艺,设计实现了一种高功率高谐波抑制比的W波段倍频器MMIC。电路二倍频单元采用有源推推结构,通过3个二倍频器单元级联形成八倍频链,并在链路的输出端加入输出缓冲放大器,进一步提高倍频输出功率。常温25℃状态下,当输入信号功率为0 dBm时,倍频器MMIC在78.4~96.0 GHz输出频率范围内,输出功率大于10 dBm,谐波抑制度大于50 dBc。芯片面积仅为2.22 mm²,采用单电源+5 V供电。     

无基片空间合成的220 GHz三次倍频电路研究

基于四阳极结同向串联型GaAs平面肖特基二极管,设计并实现了无基片空间合成的220 GHz三次倍频电路。采用四支肖特基二极管协同工作,在脊波导小片上下两侧各倒装焊接两支肖特基二极管,构成上下反向结构。采用场路结合的方式,对倍频电路的倍频效率进行了仿真。仿真结果显示输入功率为300 mW,输出频率为213~229 GHz时,倍频效率大于3%;采用E波段功率放大器推动三次倍频电路,获得了倍频器输出功率。测试数据表明,驱动功率为300 mW时,输出频率为213~229 GHz时,输出功率大于5 dBm,倍频效率为1%~2%。     

E波段倍频放大模块设计

E波段是毫米波中非常重要的频段,也是较为缺乏研究的频段。E波段可三倍频至亚毫米波频段,其中220 GHz是大气吸收窗口,具有非常重要的研究价值。基于此,文中设计了一款E波段倍频放大模块,为220 GHz太赫兹发射机提供三倍频源信号,该模块输入频率为11.1~13.34 GHz,输出频率为66.6~80 GHz,输入功率为4~5 dBm,输出功率>18 dBm,增益>13 dB,具有较好的输出功率平坦度。该模块的成功研制为亚毫米波收发模块提供了功率源条件。     

基于石英基片的二毫米频段三倍频器的研制

介绍了一个基于石英基片的二毫米频段三倍频器.采用反向并联变容二极管对结构实现倍频.建立了该二极管管对的等效电路模型并提取了模型参数.设计实现的倍频器输入为K型接头结构,输出为WR-8波导结构.获得的倍频器在输出频率为112.8～118.2 GHz范围内,输出功率大于0 dBm,最大输出功率超过2 dBm,最小倍频损耗为...     

基于基片集成波导的W波段基波注入锁定谐波振荡器

研制了一种基于基片集成波导的W波段平面注入锁定谐波振荡器.为了获得大的注入功率, 注入锁定谐波振荡器采用基波端口强耦合结构, 利用谐波提取技术的频率倍频作用, 自由振荡输出频率在90.2 GHz附近.当基波注入信号在45.08 GHz附近时, 锁定带宽大于120 MHz, 输出功率大于6.5 dBm.将该平面集成的注入锁定谐波振荡器与低频参考信号同步, 能够产生稳定的W波段低相噪信号.     

W波段宽带高效率电阻性三倍频器设计

本文基于TSC-AP-03020混频二极管设计了W频带全波段三倍频器,考虑到二极管各种寄生参数的影响,采用去嵌入阻抗的方法,提取二极管物理结构的S参数文件,结合二极管SPICE模型,提取二极管的输入阻抗和三次谐波输出阻抗.基于计算的阻抗,综合分析输入输出阻抗匹配网络和波导-鳍线过渡,采用一体化设计方法,提取倍频器无源电路的整体S参数,通过谐波平衡分析方法,优化倍频器的倍频效率.设计的W波段倍频器在100GHz测得最高倍频效率4.2％.在75-110GHz倍频效率典型值为3.5％,倍频效率响应曲线平坦,性能优于国外同类产品水平,解决了W波段宽带信号源的问题.     

基于基片集成波导的W波段基波注入锁定谐波振荡器

研制了一种基于基片集成波导的W波段平面注入锁定谐波振荡器.为了获得大的注入功率,注入锁定谐波振荡器采用基波端口强耦合结构,利用谐波提取技术的频率倍频作用,自由振荡输出频率在90.2 GHz附近.当基波注入信号在45.08 GHz附近时,锁定带宽大干120 MHz,输出功率大于6.5 dBm.将该平面集成的注入锁定谐波振荡器与低频参考信号同步,能够产生稳定的W波段低相噪信号.     

W频段宽带倍频器

介绍了一个W频段宽带倍频器.采用反向并联二极管对结构实现宽带倍频.该倍频器输入为WR-28波导到微带过渡结构,输出为WR-10减高波导.在输入功率为5dBm时,在整个W频段输出功率为0.81±1.80dBm,二次谐波抑制度大于25dBc.该倍频器可把Ka频段的信号源扩展到W频段.     

SIW-Based W-Band Low Phase-Noise Injection-Locked Harmonic Oscillator

A W-band planar injection-locked harmonic oscillator (ILHO) based on substrate integrated waveguide (SIW) is implemented. This ILHO has a free-running output frequency around 94.6?GHz while the technique of harmonic extraction from diodes is used as a frequency multiplier. It has an output locking bandwidth of 300?MHz (from 94.45 to 94.75?GHz) as injecting a signal around 47.3?GHz with the fundamental injection-locked behavior, and the output power is more than 5.8 dBm. The combination of simple synchronization with a low-frequency reference signal allows the generation of stable and low phase-noise W-band signals with a fully integrated planar source.     

Fundamental low phase noise InP-based DHBT VCO operating up to 89 GHz

A fundamental low phase noise W-band VCO extended by an output buffer using InP/InGaAs DHBT technology is reported. The fully integrated differential VCO exhibits operation frequencies ranging from 83 to 89 GHz. At 87 GHz, a minimum phase noise of -102 dBc/Hz at 1 MHz offset frequency has been achieved. Within the tuning range, a single ended output power up to 5 dBm was measured, resulting in a total signal power of 8 dBm.     

An all solid-state 330 GHz frequency multiplying Chain for 664 GHz radiometers application

An all solid-state 330 GHz ×6 × 2 × 2 frequency multiplying chain is constructed and tested and it is used as a local oscillator (LO) in 664 GHz radiometers for cirrus clouds and cloud ice detecting. The frequency multiplying chain consists of a W-band sextupler, followed by a power-combined amplifier which delivers 460–540 mW output power, and two cascaded 165 GHz and 330 GHz balanced frequency doublers. The 165 GHz two-ways power-combined doubler applies four three-anode in series GaAs Schottky diodes to generate 50–63 mW output power in the frequency range 160–176 GHz, and its tested typical efficiency is 11.5%. The cascaded 330 GHz doubler uses a four-anode in anti-series arranged GaAs diode to generate 2.5–4.5 mW output power in the frequency range 320–352 GHz, and its tested typical efficiency is 6.0% and the maximum value is 8.0% at 328 GHz. The output power of the multiplying chain is high enough to pump the 664 GHz heterodyne radiometer for space application.     

基于GaAs肖特基二极管的330GHz接收前端技术研究

基于GaAs肖特基二极管,设计实现了310~330 GHz的接收机前端.接收机采用330 GHz分谐波混频器作为第一级电路,为降低混频器变频损耗,提高接收机灵敏度,分析讨论了反向并联混频二极管空气桥寄生电感和互感,采用去嵌入阻抗计算方法,提取了二极管的射频、本振和中频端口阻抗,实现了混频器的优化设计,提高了变频损耗仿真精度.接收机的165 GHz本振源由×6×2倍频链实现,其中六倍频采用商用有源器件,二倍频则采用GaAs肖特基二极管实现,其被反向串联安装于悬置线上,实现了偶次平衡式倍频,所设计的倍频链在165 GHz处输出约10 dBm的功率,用以驱动330 GHz接收前端混频器.接收机第二级电路采用中频低噪声放大器,以降低系统总的噪声系数.在310~330 GHz范围内,测得接收机噪声系数小于10.5 dB,在325 GHz处测得最小噪声系数为8.5 dB,系统增益为(31±1)dB.     

Design of W-Band Tripler

This paper describes a high performance W-band tripler with a novel structure. Input frequency is 25-36.7 GHz, output frequency 75-110 GHz, input power is 20dBm and conversion loss 16 dB. It can extend microwave signal to W-band (adding in Ka-band doubler). In the design, we give some approaches to achieve high band performances.