【正文】 ）或截止失真（靜態(tài)工作點偏低）。圖1 有源倍頻器原理圖 確定適合的靜態(tài)工作點所謂靜態(tài)工作點就是輸入信號為零時，電路處于直流工作狀態(tài)，這些直流電流、電壓的數值在三極管特性曲線上表示為一個確定的點，設置靜態(tài)工作點的目的就是要保證在被放大的交流信號加入電路時，不論是正半周還是負半周都能滿足發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置的三極管放大狀態(tài)。第2章 設計原理如下圖1 所示為有源倍頻匹配的原理框圖。本文介紹了一種倍頻器設計方法。隨著固態(tài)器件與電路的發(fā)展，出現了截止頻率很高(幾十到幾百個GHZ)的微波晶體場效應管、高電子遷移率晶體管(HEMT)以及異質結雙極晶體管(HBT)等的新型器件，使得其應用范圍也從微波向毫米波、亞毫米波等方面擴展。而采用有源微波晶體場效應管的非線性跨導來實現倍頻，由于場效應晶體管在利用非線性跨導的同時，把一部分直流能量轉化成信號能量輸出，從而可以提高倍頻效率。但目前倍頻器較流行的應用是單頻或窄帶信號的上變頻，而寬帶信號的應用較少。場效應管(FET)寬帶有源倍頻器的實現不僅降低了產生信號的技術難度，噪聲小，溫度穩(wěn)定性高。目前, 在頻率較低一般在波段以下、倍頻次數不是很高的場合, 人們常采用晶體管有源倍頻來實現, 而在頻率較高時往往采用變容二極管或是階躍恢復二極管等無源電路隨著截止頻率很高的各種場效應管的出現, 人們對利用場效應管的非線性來實現次數較低的倍頻電路表現出極大的興趣。用雙極晶體管的非線性，即C類放大器產生諧波，同時還有增益。用寬帶單片放大器的非線性產生諧波，并放大諧波構成寬帶倍頻器。用變容二極管的非線性電抗實現參量倍頻。原則上，各種非線性器件如非線性電阻、電感或電容等，都可以實現微波倍頻器倍頻。經典的非線性電抗微波器件是變容二極管和階躍恢復二極管，前者的耗盡層電容與外加電壓大小有關，在負偏壓作用下呈現高Q非線性電抗，后者的非線性來自擴散電容。 倍頻器實現途徑實現倍頻是以電路的非線性現象為基礎，電路的非線性現象可分為電阻非線性和電抗非線性。3)、三端器件的轉移電導和輸出電導的非線性也可以實現倍頻，其突出優(yōu)點是能在一定的寬頻帶范圍內實現倍頻增益，單向性能好，可以在輸入、輸出之間提供有效的隔離，并且電路較穩(wěn)定。如果忽略變容管的損耗電阻R，理論上倍頻效率可達100%，很適合用作高次倍頻器。對于二極管阻性倍頻器來說，它的倍頻效率將與 nZ成反比，但非線性電阻元件倍頻輸出頻率帶寬比較寬，有梁式引線結構，便于集成，這是目前還在應用的原因之一。如利用雪崩二極管雪崩渡越效應引起的非線性電感實現的倍頻。其一是利用PN 結(或金屬一半導體結)電容的非線性變化得到輸入信號的諧波，、階躍二極管倍頻器以及利用集電極非線性效應做成的三極管倍頻器都是非線性電容構成的倍頻器。這類倍頻器是利用雙結型晶體管、場效應晶體管或二極管的非線性電阻效應把大幅度正弦波變成電流脈沖，再用選頻回路將所需要的諧波選出，以完成倍頻作用。因為倍頻次數高，故可由幾十兆赫茲的石英晶體振蕩器一級倍頻至微波，得到很穩(wěn)定的頻率輸出，但這種倍頻器輸出功率較小。另一類是高次倍頻器。但是隨著倍頻次數增加，倍頻效率和輸出功率將迅速降低。這類倍頻器是通過電容呈非線性變化的功率變容管作用或晶體三極管C類放大的非線性阻抗實現的。 倍頻器分類比較固態(tài)倍頻器按其倍頻次數的高低可分為兩類: 一類是低次倍頻器。d)由于倍頻器容易產生激勵信號的各次諧波頻率，所以倍頻器成為頻率合成器中不可缺少的一部分。因此在電子設備中倍頻成為很重要的一種技術手段。b)擴展工作頻段。這對于那些工作頻率較高而對穩(wěn)定性要求又較嚴格的通信機和高頻設備極為重要，因為晶振的頻率越高，相對頻率穩(wěn)定度就越低。倍頻電路的作用就是有效提取其中所需要的諧波信號，而將其基頻和不需的諧波加以抑制。原則上，非線性器件都能實現倍頻，而利用半導體器件的非線性實現的倍頻，即稱為固態(tài)倍頻器。關鍵字：ADS 有源倍頻器 FETAbstract： The article mainly elaborated the design which has used the ADS software to make one kind of the active frequency multiplier based on GaAs FET. First has outlined the FET frequency multiplier principle and various part of function significance, then introduced the design method. This design method has inferred the directcurrent bias electric current formula first，and prove the relation of current pulse time and the breakover angle，then determination suitable cocurrent bias，begins to match the fundamental research and to unify the example again to carry on the input output to the electric circuit the match，then add parallel coupling filter according to the filter theory and the practical application design to carry on the filter. The article has given an example of active frequency multiplier design，And make simulation and optimization software with the Agilent ADS，Through the parative analysissimulation of optimizes curve and parameter，obtain the most appropriate result to plete the simulation test finally. Key words：ADS Active frequency multiplier FET目錄第1章 引言 1 倍頻器概述 1 倍頻器分類比較 1 倍頻器實現途徑 2第2章 設計原理 4 確定適合的靜態(tài)工作點 4 具體電路的設計 5 阻抗匹配 6 濾波器 7 濾波器設計 7第3章 仿真設計實例 9 直流偏置電路設計 9 輸入匹配電路的設計 11 輸出匹配電路的設計 14 濾波器設計 15 低通原型濾波器 16 微帶濾波器 18 結合目標對電流輸入輸出再次進行優(yōu)化 22第4章 電路制作及其測試 24 倍頻器裝配 24 倍頻器測試 25第5章 結論 26致謝 27參考文獻 28第1章 引言 倍頻器概述微波倍頻器是一種基本的微波電路。該設計方法先推導了直流偏置電流公式，證明電流脈沖時間與導通角關系，確定適合的直流偏置，再著手匹配理論研究并結合實例對電路進行輸入輸出的匹配，然后根據濾波器理論及實際應用設計加入一個平行耦合濾波器進行濾波。鄭州大學畢業(yè)設計（論文）題 目：基于ADS微波有源倍頻器仿真設計指導教師： 周曉萍 職稱： 副教授 學生姓名： 劉森 學號： 20062410114 專 業(yè)： 電子信息工程1班 院（系）： 信息工程學院 完成時間： 2010年 5 月 15 日 2010年 月 日基于ADS微波有源倍頻器的仿真設計摘 要：文章主要論述了利用ADS 軟件設計一種基于GaAs FET 有源倍頻器的設計。首先概述了FET倍頻器原理及各部分作用意義，接著介紹了設計方法。文章給出了一個有源倍頻器設計實例，并且用安捷倫公司的ADS 軟件進行仿真優(yōu)化，通過對仿真優(yōu)化的曲線、參數進行比較分析，得出最合適的結果最終完成了仿真測試。所謂倍頻器是指能完成輸入信號頻率倍增功能的電子設備。當用一個正弦信號激勵非線性器件時，便會在基頻的諧波頻率上產生功率。倍頻器具有以下特點和應用:a)降低電子設備