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第三章倍频器和上变频器
3.1 引言Introduction
倍频器的功能是当一个正弦波输入时,输出信号是输入
信号的n次谐波。
产生微波信号的方法有:
1.直接振荡,如磁控管、速调管、雪崩管、体效应、晶体管
振荡器等
直接振荡所产生的微波信号往往信号的频谱纯度及频率稳定
度不高
2.倍频放大链
①采用非线性器件产生
输入信号的谐波,利用 f in Nf in
滤波器取出所需要的谐
波
Nf r
②锁相环 放大器 压控振荡器
滤波器 检相器 分频器
f r ÷N
参考信号
本章讨论变容管倍频器和阶跃管倍频器,它们均属于直接
倍频的方法
变容管倍频器效率高、主要用于倍频次数较低的场合,单
级倍频次数小于8 ,二次倍频效率50%左右,三次40%左
右,但当倍频次数增加后电路复杂,效率降低,输出功率
迅速下降
阶跃管倍频器适于高次倍频,单级倍频次数可达20以上,
具有结构简单的优点,但输入功率小,效率约为1/N。
3.2 变容管倍频器
3.2.1 基本电路
F F
1 N
C1 L1 LN CN
R
g Rs R 并联型
i i L
1 N
v C
s j
F1 R Cj FN
s
串联型 I s Rg C1 L1 v1 vN LN CN RL
并联型电路流过变容管的电流为输入和输出回路电路之和,
因此也称为电路激励型
串联型电路加在变容管两端的电压为输入和输出回路电压
的差,因此也叫电压激励型
电流激励型电路中变容管一端接地,因此适合于大功率
电压激励型电路中变容管两端均不接地,因此适合于微带
电路
3.2.2 基本原理
1. 二次倍频器
如果变容管的外加电压满足 V v φ
B
C (v) C(0)/(1 =−v /φ)n
j
C(0) 为零偏压时的结电容 φ 为势垒电压
在倍频器中,为了提高输出功率,通常采用大信号激励,
即 v φ ,但是当v φ 时,C (v) →∞ ,且倍频器输出
j
谐波也是大信号,故不能用非线性电容来分析,而需用变
容管的电压— 电荷关系来分析,下面推导电压— 电荷关系
变容管上的电荷为
n
v v C(0)φ
q(v ) C (v )dv dv
∫φ j ∫φ (φ v )n
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