第二章毫米波固态源

并联双管合成振荡器 P=P1+P2理论合成效率 可达100%
串联双管合成振荡器 P=2(P1+P2) 理论合成 效率可达200%这是因 为串联可使Gunn管比 单个时有更大的负阻， 也更容易与阻抗较高 的传输线匹配关键： 等幅同相合成
鳍线串联双管合成振荡器
Gunn二极管和串联双 管合成振荡器的等效 电路 鳍线串联双Gunn管合 成振荡器的输出功率
工艺复杂性和成本
§2.3 Gunn振荡器
1963年Gunn发现在外加电场作用下半导体 能级间电子转移产生负阻效应 RWH（Radley, Watkins, Hilsum）双谷理 论模型 1964年Kromer证明了二者是同一种效应
Gunn与IMPATT对比
与IMPATT对比，Gunn器件 不是结效应器件，而是体效应器件，也称 电子转移器件 优点：噪声低，适合作低噪声本振 缺点：输出功率较低
第二章毫米波固态源 第六章毫米波固态电路
毫米波真空管分类 慢波型 正交场放大器（CFA） 磁控管（Magnetron） 速调管（Klystron） 行波管（TWT） 返波管（BWO） 快波型 回旋管（Gyrotron） 莱达管（Ledatron） 潘努管（Peniotron）
毫米波固态源分类 二端器件 IMPATT Gunn 三端器件 MESFET HEMT FET PHEMT FET 倍频器
二极管倍频电路基本形式
并联型（电流激励型） 特点：二极管上只有f1和Nf1频率 的电流 优点：二极管可接地，利于散热， 适合大功率倍频 缺点：二极管与输入输出回路均为 并联，使得输入输出阻抗都较低 串联型（电压激励型） 特点：二极管上只有f1和Nf1频率 的电压 优点：输入输出阻抗较高，且随谐 波次数N的增加，效率下降程度比 并联型小，对N>3的场合较适合 缺点：散热不如并联型
§6.1 鳍线振荡器
简单的鳍线振荡器 鳍线振荡器=鳍线谐振器+ 有源器件 鳍线谐振器用一段带有偏 置电路和适当调谐电路的 鳍线制作 有源器件可以是Gunn、 IMPATT等二端器件，也 可以是FET、HEMT FET 等三端器件 鳍线压控振荡器 平面柱鳍线振荡器 周期栅鳍线振荡器 单栅鳍线振荡器 鳍线FET振荡器
鳍线串联双Gunn管合 成振荡器的输出功率 稳定度和频率稳定度
§2.5 二端器件倍频源
倍频器将交流能量转换为其谐波频率的交 流能量，与振荡器将直流能量转换为交流 能量不同。倍频器与其说是信号源，不如 说是频率变换电路。
倍频器分类
按功能： 信号倍频 功率倍频 按器件： 二端 电抗性二极管 变容二极管 阶跃二极管 电阻性二极管 三端 变容二极管的非线性特性 结电容 结电容变化系数 γ=1/3 缓变结 γ=1/2 突变结 =1/2 γ>1 超突变结
振荡器噪声分析
注入锁定
§2.2 IMPATT振荡器 1958年Read提出模型 1965年Johnston首次从工作在雪崩区的p+n二极管中观察 到了微波振荡 单双漂结构对比单漂区（SDR） 结构 p+-n-n+ 漂移区数量 1 结面积 较小 输出功率 较小 较低 双漂区（DDR） p+-p-n-n+ 2 较大 较大 较高
低噪声放大器 单级、双级 单片低噪声放大器 宽带放大器类型 平衡式 分布式（行波式） 反馈式 有源匹配式 有损匹配式
宽带放大器性能比较 平衡式放1 固态振荡器的一般理论
振荡器 换能器：DC→AC 放大器：G→∞ 非线性电路 负阻振荡的基本原理 直流静态电阻永远为非负值R=V/I ≥0 负阻是就动态电阻而言的，即器件V-A特性曲线 上某处的斜率r=dv/di<0
振荡的三种条件
只考虑稳态振荡时器件中的电流基波分量 i(t)=Acos(ωt+φ) 设器件的微分阻抗和电路阻抗分别为 Zd(A)=-Rd(A)+jXd(A) Zc(ω)=Rc(ω)+jXc(ω) 则 起振条件Rd(A)>Rc(ω) 平衡条件Zd(A)+Zc(ω)=0 稳定条件
倍频附加电路
W频段高功率二倍频电路 二倍频器 平衡倍频器 反向并联二极管对 Q-W频段鳍线平衡倍频电 路 900GHz平衡三倍频器 三端器件振荡器和倍频器 FET二倍频器（微带结构）
空闲回路 匹配电路 偏置电路
§6.3 混频器
二端器件混频器 单二极管混频器（单端混频器） 反向并联二极管对偶次谐波混频器 二极管平衡混频器 二极管双平衡混频器 三端器件混频器