推挽式肖特基二极管堆倍频电路及其倍频装置的制作方法

1.本发明涉及二极管倍频器领域，特别是推挽式肖特基二极管堆倍频电路及其倍频装置。


背景技术：

2.随着电子信息技术、微波通信技术的发展，对系统的时钟或者频率源的要求越来越高，往往需要高性能的倍频方案实现频率倍增。为实现所需信号的频率倍增，常用的方法有：变容二极管倍频、阶跃二极管倍频、三极管倍频、混频倍频、放大器饱和选频实现倍频等等。这些方法中二极管和三极管倍频均是利用晶体管的非线性产生丰富谐波，属于无源倍频；三极管、放大器饱和选频实现倍频均属于有源电路，需要额外加入电源进行供电，倍频后相噪恶化大。变容二极管和阶跃二极管倍频主要利用了二极管的非线性产生谐波，变容二极管倍频效率低、前后级匹配要求高，调试难度大，阶跃二极管同样利用二极管的非线性性能，但倍频电路复杂、需要对参考信号进行放大后才能推动阶跃二极管，电路功耗大，成本高。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供推挽式肖特基二极管堆倍频电路及其倍频装置，电路简单；无需外加电源供电，电路功耗小；不引入任何额外能量和干扰，倍频相噪恶化小。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
5.推挽式肖特基二极管堆倍频电路，包括推挽式二极管倍频电路，所述推挽式二极管倍频电路包括多个逐个电连接的肖特基二极管，所述肖特基二极管构成二极管推挽式结构。
6.进一步，所述肖特基二极管包括第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管逐个串联，所述第二二极管与第三二极管之间推挽式串联连接；
7.所述推挽式二极管倍频电路还包括隔离电路，所述隔离电路对多个肖特基二极管之间的奇次谐波分量与偶次谐波分量进行隔离；
8.所述推挽式二极管倍频电路还包括选频输出电路，所述选频输出电路对经隔离电路隔离得到的奇次谐波分量与偶次谐波分量进行选频输出。
9.进一步，所述第二二极管与第三二极管的正向端背靠地连接。
10.进一步，所述隔离电路包括隔离电感，所述隔离电感一端电连接到第二二极管与第三二极管之间，所述隔离电感另一端电连接到第一二极管与第二二极管之间以及第三二极管与第四二极管之间。
11.进一步，所述选频输出电路包括奇次电容和偶次电容，所述奇次电容一端电连接于第四二极管之后，所述奇次电容另一端与偶次电容的一端电连接，所述偶次电容的另一
端电连接于第二二极管与第三二极管之间。
12.进一步，所述推挽式二极管倍频电路的输入端电连接有输入匹配电路。
13.进一步，所述输入匹配电路包括输入匹配电感与输入匹配电容，所述输入匹配电感与输入匹配电容组成“γ”型匹配网络。
14.进一步，所述推挽式二极管倍频电路的输出端电连接有输出选频匹配电路。
15.进一步，所述输出选频匹配电路包括第一输出电感、第二输出电感、第三输出电感、第一输出电容、第二输出电容以及第三输出电容；所述第一输出电感、第二输出电感与第一输出电容并联连接于推挽式二极管倍频电路的输出端，所述第一输出电感与第一输出电容的另一端均接地，所述第二输出电感的另一端与第二输出电容的一端连接，所述第三输出电感与第三输出电容并联连接于第二输出电容的另一端，所述第三输出电感与第三输出电容的另一端均接地。
16.推挽式肖特基二极管堆倍频电路的倍频装置，所述倍频装置包括上述的推挽式肖特基二极管堆倍频电路。
17.本发明的有益效果是：
18.(1)由于采用多个通用的肖特基二极管组成推挽式结构，倍频电路简单；
19.(2)由于采用无源二极管实现倍频，无源电路不需要外加电源供电，从而减小电路功耗；
20.(3)采用无源二极管实现倍频，电路不引入任何额外能量和干扰，倍频相噪恶化小。
附图说明
21.图1为本发明的原理框图；
22.图中，1-推挽式二极管倍频电路、2-输入匹配电路、3-输出选频匹配电路。
具体实施方式
23.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
25.实施例一：
26.如图1所示，推挽式肖特基二极管堆倍频电路，包括推挽式二极管倍频电路1，所述推挽式二极管倍频电路1包括多个逐个电连接的肖特基二极管，所述肖特基二极管构成二极管推挽式结构。
27.所述肖特基二极管包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3以及第四二
极管 d4，所述第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3以及第四二极管d4逐个串联，所述第二二极管d2与第三二极管d3之间推挽式串联连接。
28.所述第二二极管d2与第三二极管d3的正向端背靠地连接。
29.通过4只独立的肖特基二极管组成推挽式串联结构，在二极管非线性性能下产生丰富的谐波分量。二极管d1～d4通过图1所示连接构成二极管推挽式结构，能使谐波分量丰富，从而提高倍频效率。
30.由于采用多个通用的肖特基二极管组成推挽式结构，倍频电路简单；
31.由于采用无源二极管实现倍频，无源电路不需要外加电源供电，从而减小电路功耗；
32.采用无源二极管实现倍频，电路不引入任何额外能量和干扰，倍频相噪恶化小。
33.所述推挽式二极管倍频电路1还包括隔离电路，所述隔离电路对多个肖特基二极管之间的奇次谐波分量与偶次谐波分量进行隔离。
34.所述隔离电路包括隔离电感l2，所述隔离电感l2一端电连接到第二二极管d2与第三二极管d3之间，所述隔离电感l2另一端电连接到第一二极管d1与第二二极管d2之间以及第三二极管d3与第四二极管d4之间。
35.隔离电感l2起到隔离奇次和偶次谐波作用，隔离电感l2作为隔离器件，对奇次和偶次谐波进行隔离，隔离多个肖特基二极管之间的奇次谐波分量与偶次谐波分量。
36.所述推挽式二极管倍频电路1还包括选频输出电路，所述选频输出电路对经隔离电路隔离得到的奇次谐波分量与偶次谐波分量进行选频输出。
37.所述选频输出电路包括奇次电容c2和偶次电容c3，所述奇次电容c2一端电连接于第四二极管d4之后，所述奇次电容c2另一端与偶次电容c3的一端电连接后进行输出，所述偶次电容c3的另一端电连接于第二二极管d2与第三二极管d3之间。
38.第一二极管d1与第二二极管d2串联连接，第二二极管d2正向端通过偶次电容c3输出偶数次谐波分量200mhz、400mhz、600mhz......
39.第三二极管d3与第四二极管d4串联连接，第四二极管d4负向端通过奇次电容c2输出奇数次谐波分量300mhz、500mhz、700mhz......
40.奇次电容c2和偶次电容c3分别对奇次谐波分量与偶次谐波分量进行选频输出，在不同的倍频次数要求下可以仅仅只选择某一路倍频信号输出，电路的实际使用极其方便。
41.所述推挽式二极管倍频电路1中不同端口输出奇次与偶次谐波分量不同，通过奇次电容 c2和偶次电容c3进行奇次与偶次谐波选择，便于不同场合使用。
42.通过奇次电容c2和偶次电容c3分别引出奇数次倍频信号和偶数次倍频信号，方便不同倍频需求的电路实现。
43.所述推挽式二极管倍频电路1的输入端电连接有输入匹配电路2。
44.所述输入匹配电路2包括输入匹配电感l1与输入匹配电容c1，所述输入匹配电感l1与输入匹配电容c1组成“γ”型匹配网络。
45.所述输入匹配电路2从输入匹配电感l1端到第一二极管d1的阻抗确保在50ω。
46.所述输入匹配电路2将端口输入的正弦波(如100mhz)无耗地传入到第一二极管d1上。
47.输入信号通过输入匹配电感l1与输入匹配电容c1组成“γ”型匹配网络加入到推
挽式二极管倍频电路1中。
48.所述推挽式二极管倍频电路1的输出端电连接有输出选频匹配电路3。
49.所述输出选频匹配电路3包括第一输出电感l3、第二输出电感l4、第三输出电感l5、第一输出电容c4、第二输出电容c5以及第三输出电容c6；所述第一输出电感l3、第二输出电感l4与第一输出电容c4并联连接于推挽式二极管倍频电路1的输出端，所述第一输出电感l3与第一输出电容c4的另一端均接地，所述第二输出电感l4的另一端与第二输出电容 c5的一端连接，所述第三输出电感l5与第三输出电容c6并联连接于第二输出电容c5的另一端，所述第三输出电感l5与第三输出电容c6的另一端均接地。
50.第二输出电容c5与第三输出电感l5连接的一端为输出选频匹配电路3的输出端。
51.输出选频匹配电路3通过第一输出电感l3、第二输出电感l4、第三输出电感l5、第一输出电容c4、第二输出电容c5以及第三输出电容c6构成选频和匹配端口的作用。
52.所述输出选频匹配电路3主要实现输出选频匹配电路3的输出端与推挽式二极管倍频电路1之间匹配到50ω。
53.所述输出选频匹配电路3在完成匹配的功能时还可以对输出频率实现滤波选频。
54.倍频后电路串联匹配电路对输入输出接口均匹配到50ω，并且该匹配电路通过滤波网络实现，在匹配的同时还可以进行选频处理，进一步的降低倍频杂散。
55.本实施例中，第一输出电感l3、第二输出电感l4、第三输出电感l5、第一输出电容c4、第二输出电容c5以及第三输出电容c6构成500mhz带通滤波器，实现500mhz信号选频。
56.第一输出电感l3、第二输出电感l4、第三输出电感l5、第一输出电容c4、第二输出电容c5以及第三输出电容c6构成50ω匹配网络，从out端口看入整个电路呈50ω阻抗。
57.在推挽式二极管倍频电路1前后均加入匹配电路(输入匹配电路2与输出选频匹配电路 3)，使整个倍频链路输入输出端口驻波系数好，便于集成到其他电路中。
58.推挽式肖特基二极管堆倍频电路的倍频装置，所述倍频装置包括上述的推挽式肖特基二极管堆倍频电路。
59.本发明电路结构简单、装配调试难度低、倍频相噪恶化小、电路可靠性高、成本低、体积尺寸小，便于集成、具有很高的实用性及推广价值。
60.本发明利用肖特基二极管的非线性，构成推挽式二极管堆实现倍频，电路结构简单、调试方便、奇次偶次谐波可选择输出便于不同场合使用、通过调节匹配电路可根据频率选择倍频效率、无源结构附加相噪低指标好、成本低廉，该发明具有很高的实用性及推广价值。
61.本发明在满足基本倍频功能的同时使倍频器的性能指标好、成本低廉、便于各种场合使用。
62.本发明结构简单、调试点少(仅仅只需要调试电感l2)，无需过多调试。
63.本发明使用通用的肖特基二极管组合实现倍频，二极管可选型号多、性能稳定、应用场合广泛。本发明主要用于倍频领域，具有较高的实用价值与推广价值。
64.以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。