(1) 获得高稳定度的高频震荡源，由于很多微波器件的频率稳定度不高，而目前普遍使用的高稳定度石英晶体振荡器振荡频率一般较低，所以可以通过倍频技术将该频率倍频，从而得到稳定度高、频率高的微波震荡源。

(2) 扩展设备的工作频段。如扫频仪中的扫频震荡源。

(3) 从一个振荡器得到2个或多个成整数比的频率。

1.2微波倍频器的发展状况

1.3设计的技术指标

要求在调研国内外Ku波段有源功率二倍频器的发展状况和未来的发展趋势，学习使用微波仿真设计软件的基础上，实现以下FET有源倍频器技术性能。

输入频率：7-8GHz

输入功率：15dBm

输出频率：14-16GHz

输出功率：≥20dBm

1.4主要工作内容和章节安排

第一章：引言，介绍      

第二章：倍频器基本原理以及设计框图

第三章：微带线的基本理论

第四章：分部介绍如何完成二倍频器的各个结构，并给出仿真结果

第五章：给出最后的设计以及结论

2.倍频器理论

2.1倍频器原理

倍频器是指能够使输入信号的频率达到倍增效果的电子设备。某种程度来讲，经常使用的非线性器件都可以用作倍频。其中，固态倍频器是最常使用的，它是利用半导体器件的非线性达到倍频效果。而通过非线性器件能够达到倍频效果的工作原理是一个正弦信号激励非线性器件的时候，会在基频的谐波频率上产生功率。如下图的理想倍频器框图。

图2.1 倍频器原理框图

其中倍频电路可以有效提取其中需要的谐波信号，而抑制基频和不需要的谐波。

首先，倍频电路是由晶体三极管来组成的，设置静态工作点的时候需要设置的比较低，这样造成三极管可以在非线性状态工作，可以使得输入信号在管子中放大，不过这样所有的谐波信号都得到了放大，此时还需要一个滤波器滤除掉不需要的谐波，得到想要的谐波，这样就实现了倍频的效果。

2.2微波倍频器的设计

2.2.1微波倍频器倍频的实现途径

实现倍频是通过电路的非线性现象为基础，那么什么是电路的非线性现象呢？电路的非线性现象可分为两类：电阻非线性和电抗非线性。电阻非线性是指直流电流与电压之间具有非线性静态关系，也就是阻抗可变。比较常用的变容二极管和阶跃恢复二极管都是非线性的电阻微波器件，其中变容二极管因为它的耗尽层电容与外加电压大小有关，在负偏压作用下就表现出高Q非线性电抗；阶跃恢复二极管因为扩散电容的存在而产生非线性，这两种非线性器件的基本原理都是因为电荷与电压存在非线性关系。

一般来讲，正如上面所说，原则上，如非线性电阻、电感、电容等非线性器件都可以用来研究微波倍频器倍频。一般其倍频实现途径有以下七种方法：

（1） 利用二极管pn结的非线性电阻产生谐波，实现倍频；

（2） 利用双极晶体管的非线性电阻特性，也就是C类放大器产生谐波，实现倍频；

（3） 利用砷化镓场效应管，得到增益的倍频；

（4） 宽带单片放大器的非线性可以产生谐波，并增大谐波来实现宽带倍频；