信號(hào)源擴(kuò)頻器如何實(shí)現(xiàn)倍頻呢

準(zhǔn)確和可靠的信號(hào)源對(duì)于毫米波的研究和開(kāi)發(fā)工作至關(guān)重要。雖然在接近太赫茲時(shí)，可用的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源品種還很有限，但值得慶幸的是，它們的數(shù)量在不斷增加。Eravant的新產(chǎn)品STE-KF1803頻率擴(kuò)展器就是其中之一。它有效地結(jié)合了Eravant的高性能有源倍頻器和功率放大器，以及ACST公司的倍頻二極管技術(shù)。這款擴(kuò)頻器接受12.2-18.3 GHz的輸入信號(hào)，通過(guò)18倍頻以+5 dBm的典型輸出功率覆蓋了220-330 GHz的全頻段頻譜范圍。

在雷達(dá)、通信、儀器和遙感系統(tǒng)中，混頻器和調(diào)制器等一般需要大于0 dBm的本振功率來(lái)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)然在測(cè)試濾波器、耦合器和隔離器等無(wú)源器件時(shí)，更高的信號(hào)電平可提供更大的測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍。

Eravant的擴(kuò)頻器在與微波可編程信號(hào)發(fā)生器或掃頻源一起使用時(shí)，可保留信號(hào)源的固有開(kāi)關(guān)速度、頻率精度，相位噪聲和振幅穩(wěn)定性等指標(biāo)。STE-KF1803可提供全頻段覆蓋和充足的輸出功率，因此，它是實(shí)驗(yàn)室在亞太赫茲下進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)的有力助手。該設(shè)備為臺(tái)式裝置，外尺寸為4.9x5.0x1.9英寸。其輸入端為2.92mm (F)同軸接頭，所需輸入功率為+3 dBm。它的輸出端是WR03的波導(dǎo)法蘭接頭。為方便用戶(hù)，它還集成了手動(dòng)衰減器以提供25 dB的輸出功率可調(diào)范圍。輸出信號(hào)的諧波含量最大值是-15 dBc，雜波信號(hào)典型值為-60 dBc。輸入回波損耗為10 dB。

如何實(shí)現(xiàn)倍頻

有幾種方法可以用來(lái)擴(kuò)展信號(hào)源的頻率范圍。使用混頻器和固定頻率源或可調(diào)諧的本振源（LO）來(lái)提高頻率（升頻）似乎是一種覆蓋窄頻的合理方法；然而，這種技術(shù)有其缺點(diǎn)：為了保持低頻源的頻率精度和相位噪聲特性，LO的頻率漂移和相位噪聲必須很低，這通常需要鎖相源或頻鐘來(lái)完成。另外鎖相源或頻鐘頻率需要與擴(kuò)頻后的射頻接近。這通常是行不通的。當(dāng)然，人們可采用分諧波混頻器或諧波混頻器，但它們的射頻輸出功率會(huì)較基波混頻低。用這種方案將頻率提高到亞毫米波或太赫茲的另一個(gè)挑戰(zhàn)是需要抑制不需要的LO、邊帶和雜散信號(hào)。

與升頻相比，帶放大的頻率倍頻方案是產(chǎn)生毫米波和太赫茲可調(diào)諧測(cè)試信號(hào)的首選方法。然而，低頻源的相位噪聲將隨擴(kuò)頻器的倍頻系數(shù)成比例地增加。對(duì)于一個(gè)理想的無(wú)噪聲倍頻器，相對(duì)于載波振幅，在與載波給定偏移處的相位噪聲功率密度會(huì)增加20log(N)，其中N是倍頻系數(shù)。STE-KF1803擴(kuò)頻器采用倍頻器和匹配電路、濾波器和放大器，以實(shí)現(xiàn)18倍的倍頻擴(kuò)頻。

ACST二極管倍頻器

肖特基變?nèi)荻O管通常用于毫米波段的兩倍頻器和三倍頻器。因?yàn)樗鼈兙哂蟹蔷€性阻抗特性，可以帶來(lái)高倍頻效率和低射頻損耗。STE-KF1803擴(kuò)頻器的最后一級(jí)倍頻采用的是一對(duì)肖特基變?nèi)荻O管，該二極管由ACST薄膜二極管工藝制造。ACST是一家專(zhuān)注太赫茲器件的研發(fā)商。它除了生產(chǎn)高性能太赫茲二極管外，還提供高達(dá)2.5 THz的平方律檢測(cè)器，1.1 THz的諧振隧道二極管振蕩器和高達(dá)600 GHz的倍頻器。

肖特基變?nèi)荻O管是在半絕緣薄膜砷化鎵襯底上用平面工藝制造的。它由金屬-絕緣體-金屬電容器與二極管單片集成來(lái)形成一個(gè)高效的倍頻器。該二極管的端口和導(dǎo)體線路形成于5微米的膜基片的兩面并通過(guò)空氣橋的互連表面來(lái)減少寄生電容以實(shí)現(xiàn)低寄生參數(shù)和低射頻損耗。另外，該二極管采用金剛石襯底用以有效的傳熱。因此它可以承受更高的功率并具有更高的功率轉(zhuǎn)換效率。典型的三單元變?nèi)荻O管的尺寸是60×240微米。

擴(kuò)頻器系列

Eravant的STE-KF1803擴(kuò)頻器是對(duì)STE系列其他成員的補(bǔ)充。該擴(kuò)頻器系列通過(guò)2至18倍的倍頻系數(shù)來(lái)達(dá)到或覆蓋40-330 GHz的擴(kuò)頻。該系列產(chǎn)品的輸出功率可達(dá)20 dBm，共有30多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)可供選擇，同時(shí)還可以定制。

審核編輯：劉清