[发明专利]一种倍频电路及其倍频器

说明书

本发明公开了一种倍频电路及其倍频器，倍频电路包括输入电路、输出电路和高电子迁移率晶体管；倍频器包括倍频电路、输入端波导、输出端波导、电路基板和主腔体；高电子迁移率晶体管通过倒装焊接工艺设置在电路基板上；本发明能承受更大输入功率和输出功率，并且本发明的倍频器信号传输损耗低，倍频效率高。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种倍频电路及其倍频器。

背景技术

倍频器(frequency multiplier)使输出信号频率等于输入信号频率整数倍的电路。太赫兹波又称为亚毫米波，其严格定义是指300GHz-3000GHz的频率区间，波长范围是1mm-0.1μm。太赫兹波与微波毫米波相比，具有频率高、安全性好、透视能力强等优点，在成像、雷达、通信、频谱、射电天文等领域有着非常诱人的应用前景。

基于固态电子技术对功率源进行频率拓展是实现太赫兹的一种有效方式。目前的太赫兹倍频电路主要基于GaAs肖特基二极管实现，然而由于GaAs肖特基二极管承受功率低且无法实现功率的放大，从而限制了太赫兹功率源的发展。

发明内容

本发明实施例提供了一种倍频电路及其倍频器，旨在解决现有技术中倍频器承受功率低，信号传输损耗高，倍频效率低的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种倍频电路，包括输入电路、输出电路和高电子迁移率晶体管；所述输入电路的输出端与所述高电子迁移率晶体管的栅极相连，所述高电子迁移率晶体管的漏极与所述输出电路的输入端相连，所述输入电路的输入端和输出电路的输出端分别外接直流电；

所述输入电路将射频信号传输给所述高电子迁移率晶体管，所述高电子迁移率晶体管将射频信号转换成高次谐波，并将所述高次谐波传输给输出电路，输出电路对高次谐波进行处理并输出。

在一个实施例中，所述输入电路包括通过传输线依次连接的输入偏置电路、第一E面微带探针和输入匹配电路；所述输入匹配电路的输出端为所述输入电路的输出端，所述输入偏置电路的输入端为所述输入电路的输入端。

在一个实施例中，所述输出电路包括通过传输线依次连接的输出匹配电路、输出滤波器、第二E面微带探针和输出偏置电路；所述输出匹配电路的输入端为所述输出电路的输入端，所述输出偏置电路的输出端为所述输出电路的输出端。

本发明实施例的第二方面提供了一种倍频器，包括倍频电路，还包括输入端波导、输出端波导、电路基板和主腔体；

所述倍频电路设置在电路基板上，所述电路基板设置在所述主腔体内；所述输入端波导上设有第一开口，所述输出端波导上设有第二开口，所述第一E面微带探针通过输入端波导上的第一开口伸入到输入端波导内，所述第二E面微带探针通过输出端波导上的第二开口伸入到输出端波导内，所述高电子迁移率晶体管的源极与所述电路基板上的接地端相连，所述高电子迁移率晶体管固定在电路基板上。

在一个实施例中，所述高电子迁移率晶体管采用倒装焊接工艺与所述电路基板连接。

在一个实施例中，所述电路基板为Rogers 5880基板，Rogers 5880基板的厚度为127微米，

在一个实施例中，所述电路基板为石英基板，石英基板的厚度为30到75微米。

在一个实施例中，所述输入端波导中靠近主腔体的波导为第一末级波导，且所述第一末级波导的末端为第一短路面，所述第一末级波导的长度大于输入频率的四分之一波导波长，所述第一末级波导设有所述第一开口，所述第一开口位于所述第一末级波导的H面径向轴线处且第一开口长边与轴线平行。