一种注入锁定倍频电路及注入锁定倍频器制造技术

本申请实施例属于射频技术领域，提供了一种注入锁定倍频电路及注入锁定倍频器中，通过谐波发生器模块生成非线性效应，对所述基波信号中的预设频段的谐波信号进行放大提取处理，并通过变压器模块将所述多次谐波信号中的谐波能量注入至所述振荡器模块中，振荡器模块对所述多次谐波信号进行选频处理，从而将所述振荡信号的频率锁定在预设频率范围内，达到利用频率较低的基波信号输出频率较高的振荡信号的技术效果，解决了现有的注入锁定倍频器结构的锁定范围较小，极大的限制了倍频器的应用范围的问题。

An injection locking frequency multiplier circuit and an injection locking frequency multiplier

【技术实现步骤摘要】
一种注入锁定倍频电路及注入锁定倍频器
本申请实施例属于射频
，尤其涉及一种注入锁定倍频电路、及注入锁定倍频器。
技术介绍
目前，伴随着毫米波、太赫兹技术的发展，毫米波、太赫兹在通信、电子对抗、雷达、电磁武器、天文学、医学成像、无损检测、环境监测及安全检查等领域存在着广泛的应用前景。片上频率源芯片作为无线通信系统中的核心模块，通常有许多种实现方法，例如，可以通过倍频器利用较低频率实现较高频率输出。然而，现有的注入锁定倍频器结构的锁定范围较小，极大的限制了倍频器的应用范围。
技术实现思路
本申请实施例提供一种注入锁定倍频电路及注入锁定倍频器，旨在解决现有的注入锁定倍频器结构的锁定范围较小，极大的限制了倍频器的应用范围的问题。本申请实施例提出了一种注入锁定倍频电路，与调谐电压源和基波信号源连接，所述注入锁定倍频电路包括：与所述调谐电压源连接，用于生成振荡信号的振荡器模块；与所述基波信号源连接，用于提供非线性效应，并根据所述基波信号生成多次谐波信号的谐波发生器模块；分别与所述谐波发生器模块和所述振荡器模块连接，用于接收所述多次谐波信号，并将所述多次谐波信号中的谐波能量注入至所述振荡器模块的变压器模块；其中，所述振荡器模块还用于对所述多次谐波信号进行选频处理，从而将所述振荡信号的频率锁定在预设频率范围内。本申请实施例还提供了一种注入锁定倍频器，包括：基波信号源端口；调谐电压源端口；以及如上述任一项所述的注入锁定倍频电路，所述注入锁定倍频电路分别与所述基波信号源端口和所述调谐电压源端口连接。本申请实施例提出的一种注入锁定倍频电路及注入锁定倍频器中，通过谐波发生器模块的非线性作用，根据基波信号生成多次谐波信号，多次谐波信号通过变压器模块将谐波能量耦合注入振荡器模块，振荡器模块对所述多次谐波信号进行选频处理，从而将所述振荡信号的频率锁定在预设频率范围内，达到利用频率较低的基波信号输出频率较高的振荡信号的技术效果，并实现了振荡信号的输出频率可调的目的。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请的一个实施例提供的注入锁定倍频电路的结构示意图；图2是本申请的另一个实施例提供的注入锁定倍频电路的结构示意图；图3为本申请的一个实施例提供的变压器的结构示意图；图4为本申请的一个实施例提供的注入锁定倍频电路输出的振荡信号仿真示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。本申请实施例中的分立电子元器件是指独立电路功能、构成电路的基本单元的电子器件，例如，电阻、电容、电感器、机电元件(连接器、开关、继电器等)、电声器件、光电器件、敏感元器件、显示器件、压电器件等。图1为本申请的一个实施例提出的注入锁定倍频电路的结构示意图，参见图1所示，本实施例中的注入锁定倍频电路与调谐电压源10和基波信号源20连接，所述注入锁定倍频电路包括：与所述调谐电压源10连接，用于生成振荡信号的振荡器模块30；与所述基波信号源20连接，用于提供非线性效应，并根据所述基波信号生成多次谐波信号的谐波发生器模块40；分别与所述谐波发生器模块40和所述振荡器模块30连接，用于接收所述多次谐波信号，并将所述多次谐波信号中的谐波能量注入至所述振荡器模块30的变压器模块50；其中，所述振荡器模块30还用于对所述多次谐波信号进行选频处理，从而将所述振荡信号的频率锁定在预设频率范围内。在本实施例中，通过利用谐波发生器模块40的非线性特性，使得谐波发生器模块40可以根据基波信号生成对应的多次谐波信号，然后通过变压器模块50将多次谐波信号的谐波能量耦合到振荡器模块30中，使得振荡器模块30生成的振荡信号的频率锁定在基波信号的预设倍数的频率上从而实现振荡信号的频率可调。在本实施例中，谐波发生器模块40中的有源器件的参数可以根据用户需要设置，从而对谐波发生器模块40的非线性效应进行控制，基波信号通过谐波发生器模块40中的C类放大器的非线性作用产生多次谐波信号，振荡器模块30对多次谐波信号中的预设频段的谐波信号进行放大提取，从而使得振荡器模块30生成的振荡信号的振荡频率锁定到基波信号的预设倍数的频率上，例如，若根据用户需要将振荡器模块30中的电感和电容的参数进行设置，使得振荡器模块30生成的振荡信号的振荡频率锁定到基波信号的三次谐波上，则将该注入锁定倍频电路应用于倍频器中，可以设计为一种注入锁定三倍频器。进一步的，还可以通过设置振荡器模块30中的电感和电容的参数使振荡器模块30对多次谐波信号中的二次谐波信号或者四次谐波信号进行放大提取，从而实现振荡信号的输出频率可调。在一个实施例中，参见图2所示，所述振荡器模块30包括：用于利用交叉耦合的晶体管对产生负阻效应，以补偿所述振荡器模块30的能量损耗的负阻效应产生单元31；和与所述负阻效应产生单元31和所述变压器模块50连接，用于根据所述谐波能量对所述振荡信号进行选频处理，并将所述振荡信号的频率锁定在预设频率范围内的选频单元32。在本实施例中，负阻效应产生单元31通过将一对有源器件设置为交叉耦合对管，从而在振荡电路上电时产生负阻效应，以补偿谐振回路中的能量损耗，从而保持振荡电路的振荡频率的稳定。选频单元32用于接收变压器模块50耦合注入的谐波能量，并对振荡器模块30生成的振荡信号进行选频处理，从而将振荡信号的频率锁定在预设频率范围内，该预设频率范围可以通过设置谐波发生器模块40中的有源器件的参数进行确定，即通过对基波信号中的预设频段的谐波信号进行放大提取处理，从而将振荡信号的频率锁定在该基波信号中的预设频段内。在一个实施例中，参见图2所示，所述谐波发生器模块40包括：与所述基波信号源20连接，用于接收所述基波信号，并根据所述基波信号生成多次谐波信号的谐波发生单元41；与所述谐波发生单元41连接，用于接收所述多次谐波信号，并对所述多次谐波信号进行信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注入锁定倍频电路，与调谐电压源和基波信号源连接，其特征在于，所述注入锁定倍频电路包括：/n与所述调谐电压源连接，用于生成振荡信号的振荡器模块；/n与所述基波信号源连接，用于提供非线性效应，并根据所述基波信号生成多次谐波信号的谐波发生器模块；/n分别与所述谐波发生器模块和所述振荡器模块连接，用于接收所述多次谐波信号，并将所述多次谐波信号中的谐波能量注入至所述振荡器模块的变压器模块；/n其中，所述振荡器模块还用于对所述多次谐波信号进行选频处理，从而将所述振荡信号的频率锁定在预设频率范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种注入锁定倍频电路，与调谐电压源和基波信号源连接，其特征在于，所述注入锁定倍频电路包括：
与所述调谐电压源连接，用于生成振荡信号的振荡器模块；
与所述基波信号源连接，用于提供非线性效应，并根据所述基波信号生成多次谐波信号的谐波发生器模块；
分别与所述谐波发生器模块和所述振荡器模块连接，用于接收所述多次谐波信号，并将所述多次谐波信号中的谐波能量注入至所述振荡器模块的变压器模块；
其中，所述振荡器模块还用于对所述多次谐波信号进行选频处理，从而将所述振荡信号的频率锁定在预设频率范围内。


2.如权利要求1所述的注入锁定倍频电路，其特征在于，所述振荡器模块包括：
用于利用交叉耦合的晶体管对产生负阻效应，以补偿所述振荡器模块的能量损耗的负阻效应产生单元；和
与所述负阻效应产生单元和所述变压器模块连接，用于根据所述谐波能量对所述振荡信号进行选频处理，并将所述振荡信号的频率锁定在预设频率范围内的选频单元。


3.如权利要求1所述的注入锁定倍频电路，其特征在于，所述谐波发生模块包括：
与所述基波信号源连接，用于接收所述基波信号，并根据所述基波信号生成多次谐波信号的谐波发生单元；
与所述谐波发生单元连接，用于接收所述多次谐波信号，并对所述多次谐波信号进行信号隔离的信号隔离单元。


4.如权利要求1所述的注入锁定倍频电路，其特征在于，所述变压器模块与注入级电源和振荡器电源连接；
所述变压器模块包括：
与所述注入级电源和所述谐波发生器模块连接的初级线圈；
用于与所述振荡器电源和所述振荡器模块连接的次级线圈；
其中，所述初级线圈与所述次级线圈相互耦合，以将所述多次谐波信号中的谐波能量耦合注入至所述振荡器模块。


5.如权利要求4所述的注入锁定倍频电路，其特征在于，所述初级线圈包括第一电感和第二电感，所述第一电感与所述第二电感串联，所述第一电感的第一端与所述第二电感的第一端共接于所述注入级电源，所述第一电感的第二端与所述谐波发生器模块的第一信号输出端连接，所述第二电感的第二端与所述谐波发生器模块的第二信号输出端连接；
所述次级线圈包括第三电感和第四电感，所述第三电感与所述第四电感串联，所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：许奔，蓝永海，吴光胜，丁庆，王鑫，
申请(专利权)人：华讯方舟科技有限公司，深圳市华讯方舟微电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44