基于ADS仿真的X波段二倍頻器設(shè)計(jì)
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由式(3)得：
計(jì)算得漏極電流(單位：mA)輸出二次諧波分量的最佳極值為：
結(jié)合式(9)及FET特性、約束條件來(lái)選擇合適的柵極和漏極偏置電壓，使得電路能夠達(dá)到較好的變頻性能。
2．2 輸入匹配電路設(shè)計(jì)與優(yōu)化
通過(guò)ADS對(duì)輸入匹配電路進(jìn)行優(yōu)化，如圖3所示。將匹配輸入端與輸出端阻抗分別設(shè)為50 Ω及FET輸入阻抗的共軛值，通過(guò)優(yōu)化各微帶線的長(zhǎng)度使匹配電路反射二次諧波信號(hào)，而對(duì)輸入基波信號(hào)沒有影響，如圖4所示，優(yōu)化后的匹配電路對(duì)二次諧波有良好的抑制作用，對(duì)于二次諧波S21-27 dB，而在基波處S21-0．1 dB，S11-33 dB，對(duì)基波影響很小。本文引用地址：http://www.104case.com/article/191252.htm
2．3 輸出匹配電路設(shè)計(jì)與優(yōu)化
輸出匹配仿真原理圖如圖5，將輸入阻抗值設(shè)置為NE900100的輸出阻抗共軛，而終端阻抗值設(shè)置為50 Ω，通過(guò)優(yōu)化使匹配電路反射基波信號(hào)，而對(duì)需要輸出的二次諧波信號(hào)基本沒有影響，優(yōu)化后的輸出匹配電路仿真結(jié)果如圖6所示，對(duì)于基波S21-20 dB，而在二次諧波處S21 -0．01 dB，S11-33 dB，對(duì)二次諧波影響很小。
2．4 半波長(zhǎng)平行耦合濾波器設(shè)計(jì)
由于二倍頻器輸出包含有較豐富的頻率分量，為了改善頻譜質(zhì)量，在倍頻后須加帶通濾波器使輸出信號(hào)有較好的功率起伏和諧波抑制能力，良好的濾波器是倍頻的關(guān)鍵。
根據(jù)方案需要，給定二倍頻器輸出濾波指標(biāo)如下：中心頻率為12．4 GHz；帶寬為300 MHz；帶內(nèi)紋波小于0．1 dB；帶外衰減大于20 dB(f>12．7 GHz或f12．1 GHz)；端接條件是兩端均為50 Ω帶線。
這里選用半波長(zhǎng)平行耦合帶通濾波器，它具有半波長(zhǎng)開路諧振器平行耦合濾波器和半波長(zhǎng)短路諧振器平行耦合濾波器兩種對(duì)偶形式，其寄生通帶中心頻率是主通帶頻率的3倍，不存在表面波，不需要對(duì)地連接，在Ku頻段具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。它既適用于窄帶設(shè)計(jì)也適用于寬帶設(shè)計(jì)，但用于寬帶時(shí)其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且需要支撐，對(duì)于本文所設(shè)計(jì)的窄帶濾波器，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且可采用近似設(shè)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算。
評(píng)論