Mikrodalga bantları için sinyal üreteçleri pahalıdır ve elde edilmesi zordur, özellikle L Bandı üzerinde. Harmonik üretim ve filtrelemeye dayanan bu frekans çarpanı, düşük parça sayısıyla çalışır ve ev laboratuvarlarındaki maksimum frekansları kolayca genişletir.
Modern bir BFP420 BJT, kollektöründeki giriş sinyalinin güçlü harmoniklerini üreten doymuş bir amplifikatör olarak kullanılır, böylece 2. harmonik frekansın iki katına çıkarılması için istenen çıkıştır. Giriş sinyalinin transistörü P1dB üzerinde uyarması gerekir. 0dBm’lik bir giriş gücü iyi bir çalışma noktasına ulaşır ve güzel bir yuvarlak değerdir. Yine de, daha yüksek giriş güçleri 2. harmonik gücün tam doyumuna kadar daha yüksek çıkış üretecektir.
Bir lambda/4 önyargılı tee, transistörü kolayca önyargılar ve aynı zamanda çıkış frekansı için yüksek bir empedans sağlar. DC çalışma noktası 620R ve 6k2 dirençleri tarafından yapılandırılır. Seri haldeki iki taban direnci, taban RF enerjisinin izolasyonuna yardımcı olur ve aralarında bir mikro şerit baskılı indüktör önerilir. Farklı bir önyargı noktası seçilirse, modern BFP420’nin maksimum çok düşük kollektör voltajının aşılmamasına dikkat edilmelidir.
Temel ve istenmeyen harmonikler, mikroşerit kuplajlı hat bant geçiş filtresiyle filtrelenir. Lambda/2 rezonatörleri ve lambda/4 kenar kuplörlerine dayanan genel yapı, çok az veya hiç ayarlama gerektirmez. Yine de, gerekirse, rezonatörlerin uzunluğunu uzatmak için küçük bakır bant parçaları kullanılabilir.
Devre, hiç giriş eşleşmesi olmasa bile gerçekten iyi çalışıyor ve güçlü bir 5GHz @ -5dBm çıkış sinyali üretiyor. Küçük bir açık uçlu eşleşen çıkıntı olarak çalışan dikdörtgen bir bakır bant parçasıyla biraz daha yüksek çıkış gücü elde edildi. Uzunluk ve genişlik deneysel olarak çıkış gücünü maksimize etmek için seçildi (bu, daha iyi giriş VSWR anlamına gelmez). Saplama muhtemelen lambda/4’e yakın bir uzunluğa sahip olacak ve çıkış frekansını kısaltacaktır.
Prototip, FR4 alt tabakadan yapılmış tek katmanlı bir PCB üzerinde bakır bantla yapıldı. Mikrodalga çalışması için önerilmese bile, FR4 yardımcı olur ve daha yüksek kayıplar nedeniyle transistörün kendi kendine salınımı ve sahte rezonans modları olasılığını azaltır. Geçişler, PCB’yi 3,5 mm’lik bir matkapla delerek, alt ucu bakır bantla kapatarak ve deliği lehimle doldurarak yapılır ve iyi bir mikrodalga GND bağlantısı sağlanır.
En iyi performansı elde etmek için çıkış filtresi kuplajı deneysel olarak değiştirilebilir. Genel bir kural olarak, merkezdeki rezonatörler kenardakilerden daha gevşek kuplajla yerleştirilir (resimde görüldüğü gibi daha yüksek fiziksel ayrım). SMA konnektörleri sinyalleri karta sokmak ve çıkarmak için kullanılır.
Bakır bantlı yapı, herhangi bir frekansın frekans çarpanlarının kolay ve hızlı prototiplenmesine olanak tanır, çıkış filtresi ve önyargı te’si değişikliğe ihtiyaç duyan ana parçalardır. Üçlüler ve daha yüksek dereceli tasarımlar, 3. ve hatta daha yüksek harmonikleri filtrelemelerine rağmen aynı çalışma prensibini izler.
Giriş uyarımının çıkış gücüne oranı, 0dBm’nin maksimum kullanılabilir çıkış ile sıkıştırma davranışı arasında iyi bir uzlaşma olduğunu gösterir. 2,5GHz giriş sinyalinin çıkış sızıntısı, -33dBc’de (ana çıkış tonundan 33dB daha düşük) kendini gösterir ve daha yüksek girişlerle doğrusal olarak artar. Çalışmanın küçük sinyal bölgesi için (-6dBm girişe kadar) çıkış tonunun girişten iki kat daha hızlı büyüdüğünü belirtmek ilginçtir, çünkü 2. harmonik, anlık kollektör voltajının polinom gösterimindeki kareli terimden kaynaklanır.
Kolektör önyargı akımının bir taraması, giriş dönüş kaybının ve çıkış gücünün davranışını gösterir. Temel doğrusal olmayan çalışma prensibi, optimizasyon için iki farklı nokta sağlar. En iyi giriş eşleşmesi, daha yüksek çıkışı üretmeyecek olan 5,5 mA yakınında gerçekleşir. Bu nedenle, önyargı noktası farklı hedefler arasında bir geçiş noktasıdır.
Çıkış spektrumu, 5GHz çıkışını ve 2.5GHz’deki giriş sızıntısını içeren genel olarak temiz bir şekle sahiptir. Bununla birlikte, muhtemelen parazitik salınım modlarından kaynaklanan, giriş frekansının korelasyonsuz katlarında bazı sahte sinyaller mevcuttur. Daha derin bir araştırma, sahte sinyalin kökenini anlamaya yardımcı olacaktır, yine de, düşük genlik bir endişe kaynağı gibi görünmüyor.
