梳状谱发生器的制作方法

本发明总体上涉及梳状谱发生器，并具体涉及一种宽带匹配的非线性传输线(nltl)梳状谱发生器。

背景技术：

1、非线性传输线(nltl)通常来说是一种电感-电容(lc)梯形网络，其包括周期性加载的非线性元件，如非线性电感或者非线性电容。例如，nltl可以是周期性加载反向偏置变容二极管或者肖特基二极管。nltl目前已广泛地用于设备和系统应用中，包括梳状谱发生器、时域反射计(tdr)、频率合成器、倍频器、高速采样示波器、脉冲发生器，等等。

2、梳状谱发生器是一种信号发生器，其输出信号具有输入信号的系列谐波分量，且各个谐波分量具有显著的信号功率。这种输出信号通常包括一连串频率均匀间隔的频谱分量，使得输出信号的频谱形似梳子的梳齿。

3、对于频率范围在数十mhz到数ghz的宽带输入信号，现有基于nltl的梳状谱发生器很难实现宽带输入和输出阻抗匹配。不仅如此，通常用于实现所需的输入/输出阻抗匹配和直流馈电的外部偏置网络和外部匹配网络的带宽有限。这种限制条件限制了基于nltl梳状谱发生器的宽带应用。

4、因此，有必要改进nltl梳状谱发生器来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明公开了宽带匹配的梳状谱发生器的多种实施例。本发明所公开的实施例在应用时能够提供更好的宽带输入和输出阻抗匹配。

2、本发明公开的多个涉及nltl梳状谱发生器的实施例用于宽带阻抗匹配，以使产生的输出信号包括输入信号的宽带谐波。所述nltl梳状谱发生器包括串联连接的多个段，且各段均包括串联电感、以及电容大小随电压变化的非线性并联电容。所述多个段中的非线性并联电容可以是变容二极管、肖特基二极管或任何类型的pn节二极管，各非线性并联电容可以以相同的极性耦合至对应的串联电感(均为阴极或者均为阳极)，也可以以交替变换的极性与对应的串联电感耦合。宽带偏置电路为非线性并联电容提供外部直流偏压或者直流接地，用于实现宽带输入和输出阻抗匹配。

3、在一个或多个实施例中，所述宽带偏置电路可以是三阶或五阶低通滤波器，其用于防止射频(rf)信号通过偏置电路泄漏。所述nltl梳状谱发生器、宽带偏置电路和输出隔直电容可以采用紧凑型封装集成于单个芯片上。仿真的射频输出信号频谱和散射参数s11/s22清楚地表明，通过集成的偏置电路，所述nltl梳状谱发生器将具有良好的输入/输出阻抗匹配，并能够产生包含宽带谐波的射频输出信号。

4、出于概括本发明的目的，此处已描述了本发明的某些方面和新的技术特征。本领域技术人员应当认识到，本发明中公开的多个实施例可以通过不同的排列、增强、等效、组合和改进来实现，而所有的这些方式都应落入本发明的保护范围内。

技术特征：

1.梳状谱发生器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述多个段中的非线性并联电容为变容二极管、肖特基二极管或任何类型的pn节二极管，且各段中的非线性并联电容以相同的极性耦合至对应的串联电感。

3.根据权利要求1所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述多个段中的非线性并联电容为变容二极管、肖特基二极管或任何类型的pn节二极管，且各段中的非线性并联电容的耦合至对应串联电感的极性沿所述信号传播路径交替变换。

4.根据权利要求1所述的梳状谱发生器，其特征在于，沿所述信号传播路径，一个段中非线性并联电容的零偏置电容大于下一个段中非线性并联电容的零偏置电容。

5.根据权利要求1所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述偏置电路耦合至外部偏置电压或者直流接地。

6.根据权利要求1所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述偏置电路为低通滤波器。

7.根据权利要求6所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述低通滤波器为三阶低通滤波器或者五阶低通滤波器；

8.根据权利要求1所述的梳状谱发生器，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述非线性传输线梳状谱发生器、偏置电路、以及输出电容集成在单个芯片中。

10.根据权利要求8所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述输出电容的电容值小于所述输入电容的电容值。

11.梳状谱发生器，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的梳状谱发生器，其特征在于，还包括：

13.根据权利要求12所述的梳状谱发生器，其特征在于，各段中的非线性并联电容为具有电压依赖性电容的变容二极管、肖特基二极管或任何类型的pn节二极管，所述电压依赖性电容在反向偏置电压增加时降低。

14.根据权利要求13所述的梳状谱发生器，其特征在于，沿所述信号传播路径，一个段中的非线性并联电容的零偏置电容大于下一个段中的非线性并联电容的零偏置电容。

15.根据权利要求12所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述偏置电路耦合至外部偏置电压或者直流接地。

16.根据权利要求12所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述偏置电路为低通滤波器。

17.根据权利要求16所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述低通滤波器为三阶低通滤波器或者五阶低通滤波器；

18.根据权利要求12所述的梳状谱发生器，其特征在于，还包括：

19.根据权利要求18所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述非线性传输线梳状谱发生器、偏置电路、以及输出电容集成在单个芯片中。

20.根据权利要求18所述的梳状谱发生器，其特征在于，所述输出电容的电容值小于所述输入电容的电容值。

技术总结
本发明公开了多个涉及NLTL梳状谱发生器的实施例用于宽带阻抗匹配，以使产生的输出信号包括输入信号的宽带谐波。NLTL梳状谱发生器包括串联连接的多个段，且各段均包括串联电感和非线性并联电容。所述非线性并联电容可以是变容二极管、肖特基二极管或任何类型的PN节二极管。非线性并联电容以相同的极性耦合至对应的串联电感。宽带偏置电路将直流偏压或者直流接地馈送至非线性并联电容以用于实现宽带输入和输出阻抗匹配。宽带偏置电路可以是三阶或五阶低通滤波器以用于防止射频信号通过偏置电路泄漏。NLTL梳状谱发生器、宽带偏置电路和输出隔直电容可以采用紧凑型封装集成于单个芯片上，在不依靠外部集总匹配元件的前提下获得宽带输入/输出阻抗匹配。

技术研发人员：章策珉
受保护的技术使用者：成都仕芯半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13