[发明专利]一种基于0.13um SiGeBiCMOS工艺的宽带单平衡三倍频器

说明书

本发明公开了一种基于0.13um SiGeBiCMOS工艺的宽带单平衡三倍频器，包括三倍频核器和输出高通放大级电路；三倍频核器包括输入巴伦和输出巴伦、BJT1和BJT2以及两个直流偏置电路；两个直流偏置电路包括Vce1直流偏置电路和Vbe1直流偏置电路；Vce1直流偏置电路和Vbe1直流偏置电路分别与BJT1和BJT2的基极电连接；BJT1和BJT2的基极与输入巴伦的输出端连接；所述Vce1直流偏置电路与输出巴伦的输入端相连；输出高通放大级电路包括BJT3；BJT3的基极分别与输出巴伦和Vbe2直流偏置电路电连接；BJT3的集电极与Vce2直流偏置电路电连接。

技术领域

本发明属于倍频器的技术领域，具体涉及一种基于0.13um SiGeBiCMOS工艺的宽带单平衡三倍频器。

背景技术

随着通信与雷达技术的高速发展，微波频谱资源被不断压缩，急需向着更高频段的毫米波领域扩展。而倍频器是频率向上搬移的最核心器件之一，受到越来越广泛的关注与研究。现有得到高频段的毫米波频率输出，有2种方案：使用压控振荡器(VCO)直接产生或者使用倍频器搬移频率。而从VCO得到E波段和W波段频率信号，是一件很难实现的工作，因为VCO在E波段和W波段很难设计出稳定性高、低相位噪声的VCO；目前是靠倍频得到E波段和W波段频率信号。现阶段，绝大多数倍频器都是偶数(2次或4次)倍频，二次倍频到E波段和W波段需要输入信号在30～50GHz，而现有的频率源设计技术，很难保证得到优质的二次倍频输入信号，而且会增加频率源的设计难度和复杂度。四次倍频到E波段和W波段就增加了倍频器的设计难度，并且在性能上不能得到很好地保证，而且很多四倍频器是两次二倍频结构，复杂度和难度都会增加。再者，目前Ka波段技术已经较为成熟，很多Ka波段雷达与通信系统已经实现。在这种情况下，进行E波段和W波段的电路以及系统设计，应用现有的Ka波段成熟技术过渡到E波段和W波段，是最简单和成熟的。

目前国内外很多倍频器设计都是基于GaAs工艺和GaN工艺，使得成本和功耗都相对较高。不利于市场化应用；而且因为其工艺的特性，其金属层数较少，不利于电路的小型化设计。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于0.13um SiGeBiCMOS 工艺的宽带单平衡三倍频器，以解决现有三倍频器高功耗、对高谐波抑制差和变频损耗大的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

提供一种基于0.13um SiGeBiCMOS工艺的宽带单平衡三倍频器，其包括三倍频核器和输出高通放大级电路；

三倍频核器包括输入巴伦和输出巴伦、BJT1和BJT2以及两个直流偏置电路；两个直流偏置电路包括Vce1直流偏置电路和Vbe1直流偏置电路；Vce1直流偏置电路和Vbe1直流偏置电路分别与BJT1和BJT2的基极电连接；BJT1和BJT2 的基极与输入巴伦的输出端连接；Vce1直流偏置电路与输出巴伦的输入端相连；

输出高通放大级电路包括BJT3；BJT3的基极分别与输出巴伦和Vbe2直流偏置电路电连接；BJT3的集电极与Vce2直流偏置电路电连接。

优选地，Vce1直流偏置电路和Vbe1直流偏置电路分别通过匹配电路与BJT1 和BJT2的基极电连接。

优选地，BJT3的基极通过高通匹配分别与输出巴伦和Vbe2直流偏置电路电连接；BJT3的集电极通过高通匹配与Vce2直流偏置电路电连接。

优选地，Vce1直流偏置电路、Vbe1直流偏置电路、Vce2直流偏置电路和 Vbe2直流偏置电路中均设有用于去偶的接地的电容。

优选地，BJT1和BJT2的射极均接地设置。

优选地，输入巴伦和输出巴伦均为可实现上下层金属耦合的宽带耦合巴伦

本发明提供的基于0.13um SiGeBiCMOS工艺的宽带单平衡三倍频器，具有以下有益效果：