W波段分谐波混频器研究

【摘要】： 混频器是微波通信、射电天文学、雷达、等离子物理、遥控、遥感、电子对抗,以及许多微波测量系统中至关重要的部件。在现代通信系统中,毫米波频段通常采用超外差接收机,混频器作为第一级就成为关键部件。 由于在毫米波频段,同频段高性能的本振源成本高,技术难度大,采用分谐波混频技术是解决此问题的有效途径,只需射频频率1/2、1/4甚至1/8的本振频率即可实现混频。本文首先对各种混频器的工作原理作了简单介绍,对他们进行了比较。然后重点介绍了分谐波混频器的工作原理,并采用大-小信号分析法对其进行了详细的理论分析。 本文的主要工作是采用Alpha公司的DMK2308二极管对,利用谐波平衡法,结合电路仿真软件ADS与电磁仿真软件HFSS,设计出了微带带通滤波器、低通滤波器以及各匹配电路,并对微带到波导的一种过渡形式-对极鳍线进行了探讨。最后对W波段二次与四次分谐波混频器进行了整体仿真优化,并给出了仿真结果和测量结果。实测表明,在本振为47GHz,功率10dBm,测试射频带宽为91GHz～97GHz时,二次与四次分谐波混频器变频损耗最优处分别为12.7dB和23dB。 最后对实验结果进行分析并提出改进措施。作为接收系统的重要部件,混频器对提高整个系统的性能有重要的作用,所以本课题无论是在军事还是民用领域都有重要的实践意义。