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专利号: 2022111232702
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高转换增益毫米波四倍频器,其特征在于,包括依次连接的输入匹配网络、第一倍频单元、第一级间匹配网络、第二倍频单元、第二级间匹配网络、缓冲放大单元和输出匹配网络,其中,所述输入匹配网络将第一倍频单元的输入阻抗匹配到50欧姆,同时提供带外抑制,滤除掉输入端的杂音信号;

所述第一倍频单元产生输入信号的各次谐波信号,并提供增益;

所述第一级间匹配网络滤除第一倍频单元输出的基波及三次谐波,同时将第一倍频单元的输出阻抗匹配到第二倍频单元的输入阻抗,第一级间匹配网络中一部分匹配元件组成第一倍频单元的漏极偏置电路;

所述第二倍频单元产生自身栅端输入信号的各次谐波信号,并提供增益;

所述第二级间匹配网络滤除第二倍频单元输出的二次谐波及六次谐波,同时将第二倍频单元的输出阻抗匹配到缓冲放大单元的输入阻抗,第二级间匹配网络的一部分匹配元件组成第二倍频单元的漏极偏置电路;

所述缓冲放大单元用于给第二倍频单元输出的四次谐波提供增益,提高整个毫米波四倍频器的输出功率,同时改善四倍频器的增益平坦度;

所述输出匹配网络将缓冲放大单元的输出阻抗匹配到50欧姆,同时对八次谐波进行抑制;

所述输入匹配网络包括电感L1、电容C1、C2以及电感L2,其中,电感L1正端口跟输入信号线相连,负端口接地;电容C1正端口与电感L1正端口相连,负端口接地;电感L1,C1构成并联谐振;电容C2的两个端口分别与电感L1,L2的正端口相连;电感L2负端口接地;隔直电容Cd1正端口与电感L2正端口相连,负端口与晶体管M1栅极相连;

所述第一级间匹配网络、包括电感L3、L4、L5、L6,以及电容C3和C4,其中,电感L3正负端口分别与晶体管M1漏极和电感L4正端口相连,电感L4负端口与电容C3相连,电容C3负端口接地,电感L4与电容C3构成串联谐振,且谐振在输入信号频率f;电感L5正端口与电感L4正端口相连,负端口与电容C4正端口相连,电容C4的负端口接地,电感L5与电容C4构成串联谐振,且谐振在频率3f;电感L4、电容C3构成的串联支路与电感L5、电容C4构成的串联支路在

2f构成并联谐振;电感L6的正端口与电感L4正端口相连,负端口连接隔直电容Cd2的正端口,Cd2的负端口连接晶体管M2的栅极;

所述输出匹配电路包括电感L12、L13、L14,电容C7、C8,其中,电感L12正端口与晶体管M3漏极相连,负端口与电感L13正端口相连,L13负端口与电容C7正端口相连,电容C7的负端口接地;电感L13与电容C7构成串联谐振,且谐振在频率8f;电感L14正端口与电感L13的正端口相连,负端口与电容C8的正端口相连,电容C8的负端口接地,隔直电容Cd5正端口与L13正端口相连,负端口接四倍频器的输出端。

2.根据权利要求1所述的高转换增益毫米波四倍频器,其特征在于,所述第一倍频单元包括晶体管M1,晶体管M1采用GaAs PHEMT,栅宽为25um,叉指数量为2,漏极偏置作为第一级间匹配网络的一部分参与匹配,工作状态为C类,即导通角小于半个周期。

3.根据权利要求1所述的高转换增益毫米波四倍频器,其特征在于,所述第二倍频单元包括晶体管M2,晶体管M2采用GaAs PHEMT,栅宽为25um,叉指数量为2,漏极偏置作为第二级间匹配网络的一部分参与匹配,工作状态为C类,即导通角小于半个周期。

4.根据权利要求3所述的高转换增益毫米波四倍频器,其特征在于,第二级间匹配网络包括电感L7、L8、L9、L10,以及电容C5,C6,其中,电感L7正负端口分别与晶体管M2漏极和电感L8正端口相连,电感L8负端口与电容C5正端口相连,电容C5负端口接地;电感L8与电容C5构成串联谐振,且谐振频率为2f;电感L9的正端口与电感L8正端口相连,负端口与电容C6正端口相连,电容C6负端口接地,电感L9与电容C6构成串联谐振,且谐振频率为频率6f;电感L8、电容C5构成的串联支路与电感L9、电容C6构成的串联支路在频率4f构成并联谐振;电感L10正端口与电感L8正端口相连,负端口连接隔直电容Cd3的正端口,Cd3的负端口连接晶体管M3的栅极。

5.根据权利要求1所述的高转换增益毫米波四倍频器,其特征在于,所述缓冲放大单元包括晶体管M3,晶体管M3采用GaAs PHEMT,栅宽为50um,叉指数量为2,采用共源放大结构;

缓冲放大单元还包括晶体管M3栅漏极之间跨接的一个由电感L11、隔直电容Cd4、电阻R1组成的反馈支路,提高缓冲放大单元的稳定性和带宽;漏极偏置作为第二级间匹配网络的一部分参与匹配,工作状态为AB类,即导通角大于半个周期小于一个周期。