一種2mm多層三倍變頻器及三倍變頻方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種2mm多層三倍變頻器及三倍變頻方法，整個(gè)倍頻器由對稱的上半部分與下半部分兩個(gè)部分構(gòu)成，其中，上半部分由上蓋板、上腔和第一肖特基二極管構(gòu)成，下半部分由下蓋板、下腔、和第二肖特基二極管構(gòu)成，所述上半部分與下半部分之間設(shè)置有墊片，與上腔、下腔、第一肖特基二極管和第二肖特基二極管共同形成三倍變頻單元；所述2mm多層三倍變頻器的輸入端與輸出端均設(shè)有一脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換。采用多層倍頻電路，通過空間功率分配然后倍頻合成，可增大倍頻器的壓縮點(diǎn)，通過增加輸入功率即可獲取大的倍頻輸出功率。
【專利說明】—種2mm多層三倍變頻器及三倍變頻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種2mm多層三倍變頻器及三倍變頻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,涉及整個(gè)2mm頻譜的能量產(chǎn)生問題可以由固態(tài)倍頻方式來實(shí)現(xiàn)。2mm倍頻變頻器是通過諧振電路與半導(dǎo)體器件的相互作用，把直流功率轉(zhuǎn)化為射頻功率的裝置，其主要優(yōu)點(diǎn)是工作電壓低、效率高、壽命長、體積小、重量輕。如何提高2mm倍頻變頻器的輸出功率是目前2mm系統(tǒng)應(yīng)用急需解決的問題，2mm倍頻變頻器的輸出功率，取決于兩個(gè)方面，一是倍頻器變頻效率，在輸入功率一定的情況下，提高倍頻器的變頻效率可以提高2_倍頻變頻器的輸出功率，二是2_倍頻變頻器的壓縮點(diǎn)，通過提高倍頻器的壓縮點(diǎn)，增大輸入功率，進(jìn)而提高倍頻器的輸出功率。2_倍頻變頻器在具體的實(shí)現(xiàn)上，常采用的圖1所示的方案，包含輸入部分、輸出部分及基于介質(zhì)基片的倍頻電路，具體的實(shí)現(xiàn)原理是，輸入的基波信號經(jīng)探針及匹配電路，耦合至非線性二極管處，利用二極管的非線性進(jìn)行倍頻，倍頻后的2_信號經(jīng)輸出匹配電路及微帶探針耦合至輸出波導(dǎo)輸出，由于介質(zhì)的存在，介質(zhì)損耗不可避免，進(jìn)而使得倍頻器的倍頻效率變差，同時(shí)由于上述電路在具體的實(shí)現(xiàn)形式上采用的是單層的倍頻電路，整個(gè)倍頻器的壓縮點(diǎn)取決于元器件的壓縮點(diǎn)，為提高整個(gè)倍頻器的壓縮點(diǎn)，可以將多個(gè)二極管級聯(lián)使用，進(jìn)而提高倍頻器的壓縮點(diǎn)，這樣就帶來的一個(gè)問題就是，管子級聯(lián)的越多，寄生參數(shù)也就越大，導(dǎo)致了倍頻器的倍頻效率變差，因此即使輸入功率增力口，由于倍頻效率變差，倍頻器的輸出功率也很難增加，無法解決變頻效率與輸入功率的平衡。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于更進(jìn)一步的改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種2mm多層三倍變頻器及三倍變頻方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明技術(shù)方案包括:
[0006]一種2mm多層三倍變頻器，整個(gè)倍頻器由對稱的上半部分與下半部分兩個(gè)部分構(gòu)成，其中，上半部分由上蓋板、上腔和肖特基二極管構(gòu)成，下半部分由下蓋板、下腔和肖特基二極管構(gòu)成，所述上半部分與下半部分之間設(shè)置有墊片，與上腔、下腔、第一肖特基二極管和第二肖特基二極管共同形成三倍變頻單元；所述2mm多層三倍變頻器的輸入端與輸出端均設(shè)有一脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換。
[0007]所述的2mm多層三倍變頻器，其中，輸入信號經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換由標(biāo)準(zhǔn)輸入波導(dǎo)耦合至所述三倍變頻單元進(jìn)行三次倍頻，倍頻后的2mm信號再經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換至標(biāo)準(zhǔn)輸出波導(dǎo)輸出，在三次倍頻過程中每層電路都平行于波導(dǎo)的窄邊，對稱于波導(dǎo)的中心線，等間距的排列于波導(dǎo)的寬邊上。
[0008]所述的2mm多層三倍變頻器，其中，所述上腔的輸入端為上半圓形，輸出端為上方形；所述下腔的輸入端為下半圓形，輸出端為下方形。
[0009]一種利用所述2mm多層三倍變頻器的三倍變頻方法，其包括以下步驟:輸入信號經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換由標(biāo)準(zhǔn)輸入波導(dǎo)耦合至三倍變頻單元進(jìn)行三次倍頻，倍頻后的2mm信號再經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換耦合至標(biāo)準(zhǔn)輸出波導(dǎo)輸出，在三次倍頻過程中每層電路都平行于波導(dǎo)的窄邊，對稱于波導(dǎo)的中心線，等間距的排列于波導(dǎo)的寬邊上。
[0010]所述的三倍變頻方法，其中，上述步驟具體的還包括:波導(dǎo)空間中所述2mm多層三倍變頻器的各層具有相同的倍頻電路和等間距的對稱的分布于波導(dǎo)的寬邊之上。
[0011]本發(fā)明提供的一種2mm多層三倍變頻器及三倍變頻方法，采用多層倍頻電路，通過空間功率分配倍頻合成，可以獲取大的倍頻輸出功率，通過脊波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)了寬頻帶的匹配，由于波導(dǎo)空間是多層倍頻電路，功率分配倍頻合成均在波導(dǎo)內(nèi)完成，因此，大大降低了傳輸損耗，而且波導(dǎo)空間中的各層具有相同的倍頻電路且等間距的對稱的分布于波導(dǎo)的寬邊之上，使波導(dǎo)的幅相具有高度的一致性，而且本發(fā)明把空間功率分配倍頻合成集成到兩個(gè)連接在一起的波導(dǎo)里面，因此結(jié)構(gòu)緊湊，而且應(yīng)用方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中變頻器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明中2mm多層三倍變頻器的拆分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明中2mm多層三倍變頻器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明提供了一種2mm多層三倍變頻器及三倍變頻方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例子僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明提供了一種2_多層三倍變頻器，如圖2與圖3所示的，整個(gè)倍頻器由對稱的上半部分與下半部分兩個(gè)部分構(gòu)成，其中，上半部分由上蓋板1、上腔3和肖特基二極管5構(gòu)成，下半部分由下蓋板2、下腔4和肖特基二極管5構(gòu)成，所述上下部分之間設(shè)置有墊片6，與上腔3、下腔4、第一肖特基二極管和第二肖特基二極管5共同形成三倍變頻單元；所述2mm多層三倍變頻器的輸入端7與輸出端8均設(shè)有一脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換。
[0017]并且經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換將標(biāo)準(zhǔn)輸入波導(dǎo)耦合至所述三倍變頻單元進(jìn)行三次倍頻，倍頻后的2_信號再經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換至標(biāo)準(zhǔn)輸出波導(dǎo)輸出，在三次倍頻過程中每層電路都平行于波導(dǎo)的窄邊，對稱于波導(dǎo)的中心線，等間距的排列于波導(dǎo)的寬邊上。所述上腔3的輸入端為上半圓形，輸出端為上方形；所述下腔4的輸入端為下半圓形，輸出端為下方形。
[0018]本發(fā)明還提供了一種利用所述2mm多層三倍變頻器的三倍變頻方法，其包括以下步驟:經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換將標(biāo)準(zhǔn)輸入波導(dǎo)耦合至三倍變頻單元進(jìn)行三次倍頻，倍頻后的2mm信號再經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換至標(biāo)準(zhǔn)輸出波導(dǎo)輸出，在三次倍頻過程中每層電路都平行于波導(dǎo)的窄邊，對稱于波導(dǎo)的中心線，等間距的排列于波導(dǎo)的寬邊上。并且波導(dǎo)空間中所述2mm多層三倍變頻器的各層具有相同的倍頻電路和等間距的對稱的分布于波導(dǎo)的寬邊之上。
[0019]其更為具體的是:
[0020]所給出的波導(dǎo)空間多層三倍頻電路的每一層輸入、輸出電路均由脊波導(dǎo)構(gòu)成，信號由標(biāo)準(zhǔn)輸入波導(dǎo)WR22輸入，經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換將能量耦合至所述肖特基二極管5處進(jìn)行三次倍頻，倍頻后的2mm信號再經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換至標(biāo)準(zhǔn)輸出波導(dǎo)WR6.5輸出，其中每層電路都平行于波導(dǎo)的窄邊，對稱于波導(dǎo)寬邊的中心線，等間距的排列于波導(dǎo)的寬邊上。所述2mm多層三倍變頻器的各層具有很高的幅相一致性，且各種變換結(jié)構(gòu)的損耗很小，因此，波導(dǎo)多層倍頻器具有很高的功率分配和合成效率。同時(shí)，通過多層結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，減小了回波損耗從而提高了倍頻效率。同時(shí)該多層倍頻器突破了單層倍頻器因倍頻管本身特性而導(dǎo)致的輸出功率受限的這一特性，使得倍頻后可以大功率輸出，滿足大功率2mm波系統(tǒng)的要求。
[0021]當(dāng)然，以上說明僅僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的教導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本發(fā)明的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種2mm多層三倍變頻器，整個(gè)倍頻器由對稱的上半部分與下半部分兩個(gè)部分構(gòu)成，其特征在于，上半部分由上蓋板、上腔和第一肖特基二極管構(gòu)成，下半部分由下蓋板、下腔和第二肖特基二極管構(gòu)成，所述上半部分與下半部分之間設(shè)置有墊片，與上腔、下腔、第一肖特基二極管和第二肖特基二極管共同形成三倍變頻單元；所述2mm多層三倍變頻器的輸入端與輸出端均設(shè)有一脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2_多層三倍變頻器，其特征在于，輸入信號經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換由標(biāo)準(zhǔn)輸入波導(dǎo)耦合至所述三倍變頻單元進(jìn)行三次倍頻，倍頻后的2mm信號再經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換至標(biāo)準(zhǔn)輸出波導(dǎo)輸出，三倍頻器有多層倍頻電路構(gòu)成，每層倍頻電路都平行于波導(dǎo)的窄邊，對稱于波導(dǎo)寬邊的中心線，等間距的排列于波導(dǎo)的寬邊上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的2mm多層三倍變頻器，其特征在于，所述上腔的輸入端為上半圓形，輸出端為上方形；所述下腔的輸入端為下半圓形，輸出端為下方形。
4.一種利用如權(quán)利要求1所述2mm多層三倍變頻器的三倍變頻方法，其包括以下步驟:輸入信號經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換將標(biāo)準(zhǔn)輸入波導(dǎo)耦合至三倍變頻單元進(jìn)行三次倍頻，倍頻后的2mm信號再經(jīng)脊波導(dǎo)轉(zhuǎn)換至標(biāo)準(zhǔn)輸出波導(dǎo)輸出，在三次倍頻過程，倍頻器有多層電路構(gòu)成，每層電路都平行于波導(dǎo)的窄邊，對稱于波導(dǎo)的中心線，等間距的排列于波導(dǎo)的寬邊上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三倍變頻方法，其特征在于，上述步驟具體的還包括:波導(dǎo)空間中所述2mm多層三倍變頻器的各層具有相同的倍頻電路和等間距的對稱的分布于波導(dǎo)的寬邊之上。
【文檔編號】H02M1/00GK103490594SQ201310433403
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】鄧建欽, 王明超, 姜信誠, 劉金現(xiàn) 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所