CN108880475A - 一种siw传输线二极管倍频器 - Google Patents

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汪晓光
肖宇
刘水平
张丽君
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    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B19/00—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source
    • H03B19/06—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes
    • H03B19/14—Generation of oscillations by non-regenerative frequency multiplication or division of a signal from a separate source by means of discharge device or semiconductor device with more than two electrodes by means of a semiconductor device
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    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
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    • H01P3/081—Microstriplines

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Abstract

本发明涉及微波、倍频器技术、倍频器结构，具体涉及到一种SIW传输线二极管倍频器。该SIW传输线二极管倍频器，包括依次连接的传输线部分、匹配过渡结构、微带线和单二极管的倍频结构，其传输线采用SIW传输线。本发明在SIW结构传输线的基础上，使用微带线转接，与单二极管的倍频结构连接，SIW结构馈入基频信号和能量，单二极管的倍频结构实现倍频。在保证器件性能的前提下：实现了的传输线倍频器做到全功率、全频率的应用前提下，相对波导结构的倍频器体积小、重量轻、低成本、易于集成。

Description

一种SIW传输线二极管倍频器
技术领域
本发明涉及微波、倍频器技术、倍频器结构，具体涉及到一种SIW传输线二极管倍频器。
背景技术
随着现代微波电路系统的高速发展，其功能越来越复杂、电性能指标要求越来越高，同时要求其体积越来越小，重量越来越轻。基片集成波导(SIW)技术是最近提出的一种可以集成于介质基片中的具有低插损低辐射等特性的新的波导结构，成本低，体积小。
在通讯、雷达、电子对抗及测试仪器中有着广泛的应用的倍频器，需要实现结构紧凑，体积小，重量轻，造价低，同时系统的连接和安装微波有源器件方便。对于实现这些功能就具有了很重要的意义。
现有的二极管倍频器基于传输线的不同，分为微带、波导结构作为传输线的倍频器。微带结构易于集成，在中低功率和中低频段使用微带结构易于集成，使用较为广泛，但是依然无法忽略高辐射等缺陷；波导结构使用到倍频器结构，由于其高Q,低损耗，在高功率和高频段使用较为广泛，但是依然无法忽略体积大，重量大，成本高等缺陷。
发明内容
针对上述存在问题或不足，为解决现有传输线的二极管倍频器在低功率、低频段和高功率、高频段同时可以应用时存在的问题，本发提供了一种SIW传输线二极管倍频器。
该SIW传输线二极管倍频器，包括依次连接的传输线部分、匹配过渡结构、微带线和单二极管的倍频结构，其传输线采用SIW传输线。
设计方案如下：
步骤1、设计SIW传输线结构。
步骤2、设计SIW传输线结构到微带线的匹配过渡结构，微带线和SIW使用相同的介质基板；通过匹配过渡结构将微带线的一端与SIW结构连接。
步骤3、设计单二极管的倍频结构。
步骤4、将步骤3设计的单二极管的倍频结构与微带线的另一端连接。
本发明在SIW结构传输线的基础上，使用微带线转接，与单二极管的倍频结构连接，SIW结构馈入基频信号和能量，单二极管的倍频结构实现倍频。本发明在保证器件性能的前提下：实现了的传输线倍频器做到全功率、全频率的应用前提下，相对波导结构的倍频器体积小、重量轻、低成本、易于集成。
附图说明
图1为实施例的SIW及微带转接的结构示意图；
图2为实施例的SIW及微带转接在ADS中的结构示意图；
图3为实施例的SIW及微带转接在ADS中的S参数仿真结果；
图4为实施例的单二极管的倍频结构的结构示意图；
图5为实施例的单二极管的倍频结构的S参数仿真结果；
图6为实施例的单二极管的倍频结构的仿真结果的表格；
图7为实施例的SIW传输线二极管倍频器的结构示意图；
图8为实施例的SIW传输线二极管倍频器的S参数仿真结果；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，详述本发明的技术方案。
如图1所示，是一个可传输400MHz及以上频率的SIW传输线结构和微带转接结构。
根据指标，HFSS设计出可传输400MHz及以上频率的SIW传输线结构和微带转接结构，在ADS中可以实现470MHz处回波损耗小于29dB，插入损耗小于0.04dB，结构如图2。仿真结果如图3。
选用SKYWORKS公司的肖特基二极管Silicon_Schottky_Barrier_Diodes_200847H，使用此二极管设计出470MHz二极管倍频器，结构如图4。仿真结果如图5和图6。
SIW传输线部分：
a 167.75mm SIW两排金属圆柱中心间距
s 20mm SIW金属圆柱中心到边缘距离
c 273.89mm SIW的长度
b 5mm SIW的介质层厚度
h 1mm SIW各上下层金属板厚度
r1 6.71mm SIW金属圆柱的半径
SIW传输线与微带线的匹配渐变渐变结构：
W3:12mm 微带渐变结构与SIW衔接宽度；
w1:4.14932mm 微带渐变结构与微带衔接宽度；
a1+2*s:207.75mm 渐变结构整体宽度；
c：100mm 渐变结构整体长度；
b：5mm 介质层厚度；
h：1mm 各上下层金属层厚度；
微带结构
a1+2*s:207.75mm，微带结构整体宽度；
c：136.945mm 微带结构的整体长度；
b：5mm 介质层厚度；
h：1mm各上下层金属层厚度；
w1:4.14932mm 微带线宽度；
将SIW结构与二极管倍频器结构结合，实现SIW二极管倍频器，结构如图7。仿真结果如图8。输入频率470MHz，25.5dBm功率电平，输出基频电平17.619dBm,二倍频电平10.025dBm。可见本发明结构在保证了器件性能的前提下，且辐射低、插损低。
通过以上实施例可见，本发明在保证器件性能的前提下：实现了的传输线倍频器做到全功率、全频率的应用，相对波导结构的倍频器体积小、重量轻、低成本、易于集成。

Claims (2)

1.一种SIW传输线二极管倍频器，包括依次连接的传输线部分、匹配过渡结构、微带线和单二极管的倍频结构，其特征在于：所述传输线采用SIW传输线。
2.如权利要求1所述SIW传输线二极管倍频器的设计方案如下：
步骤1、设计SIW传输线结构；
步骤2、设计SIW传输线结构到微带线的匹配过渡结构，微带线和SIW使用相同的介质基板；通过匹配过渡结构将微带线的一端与SIW结构连接；
步骤3、设计单二极管的倍频结构；
步骤4、将步骤3设计的单二极管的倍频结构与微带线的另一端连接。
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