这样一来,作为测试工程师,你可能马上会意识到,测试仪器怎么办?
本文中描述了两种倍频器,配合现有的信号源,可以用超低成本的投入获得纯净的毫米波信号。
但测试工程师随之而来要面临的现实问题是,你的实验室里原有的3GHz、6GHz、甚至20GHz的仪器,频率不够用了。未来要完成5G的测试,你需要更高频段的仪器,这些仪器价格都不菲。
本文中介绍了两种倍频器,可以将你的信号源频率扩展到20-40GHz,而所花费的成本却非常低廉。

图1. 传统的倍频器
在图1显示了一个输出频率为15-50GHz传统毫米波倍频器的工作原理,来自信号源的载频f通过二倍频器后,输出端除了f以外,还产生了2f、3f及高次谐波。
作为二倍频器,2f是所需的频点。但是在图1中可以发现,其载频f和三次谐波3f比2f只低了约7dB,从频谱纯度来说,这样的输出频谱不能作为“信号源”来使用。
解决方案是在倍频器中加入滤波器,这样可以大大改善载频和三次以上谐波的抑制,获得纯净的2倍频信号,如图2所示。
图2. 经过优化设计的倍频器
MUL系列倍频器介绍
MUL系列是经过优化设计的低谐波输出倍频器,分为20-29GHz和29-40GHz两个型号(图3)。倍频器的输入端采用SMA(m)接口,可以直接拧在信号源上(图5c),输出采用2.92mm(f);表面采用镀金工艺;工作温度范围为-40º~+70º。
图3. MUL系列倍频器
实测结果典型值如表1和图4所示。


图4(a).典型20GHz频谱图
图4(b).典型26GHz频谱图
图4(c).典型29GHz频谱图
图4(d).典型33GHz频谱图
图4(e).典型40GHz频谱图
图4.MUL系列倍频器的输出频谱
应用
MUL系列可以作为信号源的频率扩展应用,如图5所示。
图5a) 将10-14.5GHz扩展为20-29GHz
图5b) 将14.5-20GHz扩展为29-40GHz
图5c) MUL系列应用于信号源
图5. 倍频器的基本应用
如果需要获得不同电平的信号输出,可以采用衰减器和放大器配合使用来实现。
只要将带外抑制做好,倍频器输出信号的频率稳定度和准确度取决于信号源;而幅度精度则可以通过图6所示的系统来精确校准。
图6. 信号源的精确校准
结束语
采用倍频器来扩展信号源的频率范围,不失为一种简便和低成本的解决方案。配合一些辅助器件,同样可以获得与高端信号源相媲美的微波信号。