W波段宽带混频器的研究

论文摘要

在现代毫米波通信系统中,混频器的性能对整个接收机来说至关重要。因此,对W波段宽带混频器的研究,一直是毫米波技术的一个重要课题。在原理部分,本文先介绍了国内外W波段混频器的发展动态;再详细阐述了混频器的重要技术指标,并分析了单端、单平衡等结构的混频原理及优缺点;然后介绍了微带线、鳍线、共面波导等平面传输线的特性及几种常见传输线间的过渡。本文选用MA-COM公司的倒贴晶片肖特基势垒二极管MA4E1317作为混频二极管,采用本振反向型单平衡混频结构,研制了两种W波段宽带混频器。利用ADS对本振、射频回路的二极管对建模分析,为电路的阻抗匹配提供初值;运用HFSS分别对鳍线-微带等过渡、低通滤波器、整体电路以及射频、本振匹配优化仿真。最后对研制出的混频器进行了加工测试,测试的本振频率为92.15GHz,功率为18.4mw。结构1的测试结果为:射频信号在75102GHz范围内,变频损耗小于10dB,最优处位于91GHz处,变频损耗为7.43dB;结构2的测试结果为:射频信号在75101GHz范围内,变频损耗在710.5dB之间,最优处位于94GHz,变频损耗为8.13dB。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外发展动态
• 1.3 论文工作
• 第二章 混频器的基本理论
• 2.1 肖特基势垒二极管
• 2.2 混频器的技术指标
• 2.3 混频器电路及原理
• 2.3.1 单端混频器
• 2.3.2 单平衡混频器
• 2.3.3 双平衡混频器
• 第三章 平面传输线及其过渡
• 3.1 平面传输线
• 3.1.1 微带线
• 3.1.2 鳍线
• 3.1.3 共面波导
• 3.2 传输线间的过渡
• 3.2.1 矩形波导到单面鳍线的过渡
• 3.2.2 矩形波导到微带线的对极鳍线过渡
• 3.2.3 微带线到共面波导的过渡
• 第四章 W 波段宽带混频器的优化仿真
• 4.1 二极管的选取和建模
• 4.2 宽带混频器方案
• 4.3 过渡和滤波器的仿真优化
• 4.3.1 过渡的仿真优化
• 4.3.2 低通滤波器的优化仿真
• 4.3.3 本振过渡和LPF 的联合仿真
• 4.4 本振和射频的匹配优化
• 第五章 混频器的实验研究
• 5.1 混频器的研制
• 5.2 混频器的测试
• 5.3 测试结果与分析
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间取得的研究成果