準(zhǔn)確和可靠的信號源對于毫米波的研究和開發(fā)工作至關(guān)重要。雖然在接近太赫茲時，可用的標(biāo)準(zhǔn)信號源品種還很有限，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，通過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的本振功率來驅(qū)動。當(dāng)然在測試濾波器、耦合器和隔離器等無源器件時，更高的信號電平可提供更大的測量動態(tài)范圍。

Eravant的擴(kuò)頻器在與微波可編程信號發(fā)生器或掃頻源一起使用時，可保留信號源的固有開關(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，它是實驗室在亞太赫茲下進(jìn)行研究和開發(fā)的有力助手。該設(shè)備為臺式裝置，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，它還集成了手動衰減器以提供25 dB的輸出功率可調(diào)范圍。輸出信號的諧波含量最大值是-15 dBc，雜波信號典型值為-60 dBc。輸入回波損耗為10 dB。

如何實現(xiàn)倍頻

有幾種方法可以用來擴(kuò)展信號源的頻率范圍。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挑戰(zhàn)是需要抑制不需要的LO、邊帶和雜散信號。

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)諧測試信號的首選方法。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。對于一個理想的無噪聲倍頻器，相對于載波振幅，在與載波給定偏移處的相位噪聲功率密度會增加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。因為它們具有非線性阻抗特性，可以帶來高倍頻效率和低射頻損耗。STE-KF1803擴(kuò)頻器的最后一級倍頻采用的是一對肖特基變?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形成一個高效的倍頻器。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空氣橋的互連表面來減少寄生電容以實現(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STE系列其他成員的補(bǔ)充。該擴(kuò)頻器系列通過2至18倍的倍頻系數(shù)來達(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多個標(biāo)準(zhǔn)型號可供選擇，同時還可以定制。

審核編輯：劉清