一种基于IMPATT二极管的高次倍频器制造技术

本发明专利技术提供一种基于IMPATT二极管的高次倍频器，此倍频器中IMPATT二极管工作在雪崩击穿模式，其强烈的非线性特性产生输入信号f的高次谐波。顶端调节插栓及T型腔短路活塞用来使高次倍频器高效的产生n×f频率。顶端调节插栓位于IMPATT二级管上电极向正上方，通过调节顶端调节插栓可以调节T型腔的谐振频率到频率n×f上，并且使输出能量有效的朝向T型腔的输出端输出。T型腔输出连接隔离器输入端，隔离器输出端与滤波器相连接，滤波器用来分离出需要的输出频率n×f，抑制其他次谐波频率。这个发明专利技术提供了一种对于产生不同频段(20GHz到180GHz)微波全相参信号，不同倍频次数(3到30次)，输出功率几十毫瓦级别的高次倍频器的方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于频率合成技术及频率产生
，具体为基于IMPATT二极管的高次倍频器。应用在无线电通讯，测量和其他需要稳定超高频率信号的设备中，实现了频率的高次倍频，此倍频器具有良好的通用性、扩展性、工程易实现性。
技术介绍
现阶段，高频段(V频段、W频段、D频段)倍频器主要分为二端器件倍频器和三端器件倍频器。三端器件倍频器主要基于HEMT和PHEMT的微波单片集成电路，与二端器件倍频器相比具有易起振、输入输出隔离、高漏级效率、可全集成平面电路、高增益高可靠等优点。但其工艺基于微波单片集成电路，制造设备昂贵，工艺复杂，且其倍频次数≤8，输出功率≤13mW。国内使用基于IMPATT二级管的高次倍频器输出94GHz信号，倍频次数15倍，输出功率≤18mW。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种基于IMPATT二极管的高次倍频器。技术方案一种基于IMPATT二极管的高次倍频器，其特征在于包括SMA同轴连接器、穿心电容、偏置微带电路、金带、IMPATT二级管、调节插栓、夹持机构、调节螺母、锁紧螺母、顶端调节插栓、T型腔体和短路调节活塞；SMA同轴连接器与偏置微带电路的输入端相连，穿心电容与偏置微带电路的恒流源输入端相连，在偏置微带电路的输出端与IMPATT二级管之间焊接金带，IMPATT二级管固定在T型腔体中心，顶端调节插栓位于IMPATT二级管上电极正上方，由夹持机构、调节螺母及锁紧螺母构成顶端调节插栓的调节及锁紧装置，在T型腔体的相对的两端设有短路调节活塞。所述的偏置微带电路以PTFE-玻纤布为介质。有益效果本专利技术提出的一种基于IMPATT二极管的高次倍频器，在大温度范围内输出功率大。附图说明图1沿IMPATT二极管中心线剖分的倍频器剖面图图2倍频器顶视图图3倍频器侧视图图4倍频器顶视剖面图1-夹持机构；2-锁紧螺母；3-调节螺母；4-顶端调节插栓；5-IMPATT二级管；6-固定螺钉；7-锁紧装置；8-输出端；9穿心电容；10-定位销；11-接地柱；12-SMA同轴连接器；13-短路调节活塞；14-偏置微带电路；15-金带；16-T型腔体；17-隔直电容；18-偏置电感；19-滤波电容。具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：本专利技术提供一种新的产生高频段(20GHz到180GHz)微波全相参信号的倍频次数为3到30的高次倍频器工程实现方案。本专利技术的技术方案内容如下：1、此高次倍频器包括一个SMA同轴连接器，需要倍频的信号通过它输入倍频器中；一个穿心电容，偏置电流通过它输入到倍频器中；一个以PTFE-玻纤布为介质的偏置微带电路；一个一端焊接在微带线上另一端焊接在IMPATT二极管上电极的金带；一个IMPATT二级管，二极管被固定螺钉固定在T型腔体正中心；一个位于IMPATT二级管上方电极正上方的顶端调节插栓及其夹持、调节及锁紧装置；两个位于T型腔体两侧的短路调节活塞及其锁紧装置；一个隔离器；一个滤波器。2、输入信号通过SMA同轴连接器输入到倍频器中。输入信号通过偏置微带电路和金带传输到IMPATT二极管的上电极上。偏置电流通过穿心电容输入倍频器，然后通过偏置微带电路和金带传输到IMPATT二级管的上电极，输入信号频率为f。3、固定在T型腔体中心的IMPATT二级管工作在雪崩击穿模式下，在此模式下产生强烈的非线性，进而产生基于输入信号频率的高次谐波。4、顶端调节插栓位于IMPATT二极管的上电极的正上方。顶端调节插栓伸入T型腔体的位置由调节螺母调节，由夹持机构及锁紧螺母固定其位置。当顶端调节插栓调节到合适位置后拧紧插栓夹持机构紧固螺母，随着插栓夹持机构紧固螺母的上紧，使插栓夹持机构受到紧固螺母从上到下的挤压，由于安放插栓夹持机构的结构空间为漏斗型面，随着插栓夹持机构的下移空间变小，插栓夹持机构收缩，将插栓紧固住，这样就完成了对插栓的位置固定。顶端调节插栓可以调节T型腔体的谐振频率到所需输出频率n×f上，并且使输出能量有效的朝向T型腔体的输出端输出。5、T型腔体两侧对面设置短路调节活塞，通过短路调节活塞可以调谐T型腔体空间尺寸，进而调谐其腔体谐振频率，使IMPATT二极管的最佳工作状态位于需要的谐波频率上，以利于所需频率的谐波功率的增加。6、T型腔体输出端接隔离器及滤波器，隔离器使滤波器与倍频腔体隔离，使滤波器不受倍频腔体的影响，滤波器用来分离出需要的输出频率n×f，抑制其他次谐波频率。图1至图4给出了本专利技术的一个优选实施例。本实施例为一个W波段15倍频高次倍频器时工程实现。此倍频器性能为输入信号，输入功率<1W，获得输出倍频次数15次的93.5GHz～94.5GHz全相参倍频信号，输出功率>35mW，工作温度范围为-40℃～+70℃。如图1至图4所示，此高次倍频器包括一个SMA同轴连接器12，SMA同轴连接器12与偏置微带电路14的输入端相连，需要倍频的信号通过它输入倍频器中；一个穿心电容9，穿心电容9与偏置微带电路14的恒流源输入端相连，偏置电流通过它输入到倍频器中；一个以PTFE-玻纤布为介质的偏置微带电路14；一个一端焊接在微带线上另一端焊接在IMPATT二极管上电极的金带15；一个IMPATT二级管5，IMPATT二极管被固定螺钉6固定在T型腔体16正中心；一个位于IMPATT二级管上电极正上方的顶端调节插栓4及其夹持机构1、调节螺母3及锁紧螺母2；两个位于T型腔体两侧的短路调节活塞13及其锁紧装置7；一个隔离器；一个滤波器。隔离器和滤波器为通用器件，未在图中标出。900mW的输入信号通过SMA同轴连接器12输入到倍频器中。输入信号通过偏置微带电路14和金带15传输到IMPATT二极管5的上电极上。偏置电流通过穿心电容9输入倍频器，然后通过偏置微带电路14和金带15传输到IMPATT二级管5的上电极。固定在T型腔体16中心的IMPATT二级管5工作在雪崩击穿模式下，在此模式下产生强烈的非线性，进而产生基于输入信号频率的15次谐波。顶端调节插栓4位于IMPATT二极管5的上电极的正上方。顶端调节插栓4伸入T型腔体16的位置由调节螺母3调节，由夹持机构1及锁紧螺母2固定其位置。当顶端调节插栓4调节到合适位置后拧紧插栓夹持机构的锁紧螺母2，随着插栓夹持机构锁紧螺母2的上紧，使插栓夹持机构1受到锁紧螺母2从上到下的挤压，由于安放插栓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于IMPATT二极管的高次倍频器，其特征在于包括SMA同轴连接器(12)、穿心电容(9)、偏置微带电路(14)、金带(15)、IMPATT二级管(5)、调节插栓(3)、夹持机构(1)、调节螺母(3)、锁紧螺母(2)、顶端调节插栓(4)、T型腔体(16)和短路调节活塞(13)；SMA同轴连接器(12)与偏置微带电路(14)的输入端相连，穿心电容(9)与偏置微带电路(14)的恒流源输入端相连，在偏置微带电路(14)的输出端与IMPATT二级管(5)之间焊接金带(15)，IMPATT二级管(5)固定在T型腔体(16)中心，顶端调节插栓(4)位于IMPATT二级管上电极正上方，由夹持机构(1)、调节螺母(3)及锁紧螺母(2)构成顶端调节插栓(4)的调节及锁紧装置，在T型腔体(16)的相对的两端设有短路调节活塞(13)。

【技术特征摘要】
1.一种基于IMPATT二极管的高次倍频器，其特征在于包括SMA同轴连接器(12)、
穿心电容(9)、偏置微带电路(14)、金带(15)、IMPATT二级管(5)、调节插栓
(3)、夹持机构(1)、调节螺母(3)、锁紧螺母(2)、顶端调节插栓(4)、T型腔
体(16)和短路调节活塞(13)；SMA同轴连接器(12)与偏置微带电路(14)的
输入端相连，穿心电容(9)与偏置微带电路(14)的恒流源输入端相连，在偏置
微带电路(14)的输出端与I...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶睿楠，雷国忠，糜光璞，王栋，周立学，柳亮霞，单军勇，彭欢，杨芳红，张国强，张生春，杨军，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61