W波段寬帶分諧波混頻器.pdf

1、混頻器作為毫米波收發(fā)系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，其工作的帶寬、變頻損耗等都對整個系統(tǒng)的性能有著非常重要的影響。對于拓展接收機的工作頻帶而言，研制具有較寬射頻工作帶寬的混頻器就具有非常重要的研究意義。同時，相較于基波混頻器而言，諧波混頻器因其本振端的工作頻率只為射頻工作頻率的二分之一、三分之一、四分之一等，對于本振源的研制來說降低了要求。在這種情況下，寬帶分諧波混頻器將是重要的研究方向。
　　本文設(shè)計的W波段寬帶分諧波混頻器采用了反向并聯(lián)結(jié)構(gòu)

2、，通過金屬化過孔接地的方式將UMS公司的肖特基勢壘二極管DBES105a反向并聯(lián)于微帶傳輸線。通過波導(dǎo)到微帶的過渡結(jié)構(gòu)使射頻和本振信號饋入至微帶，再通過微帶加載至反向并聯(lián)二極管對上。本振信號通過射頻端的波導(dǎo)截止特性實現(xiàn)隔離；而射頻信號對于本振端而言，則通過CMRC結(jié)構(gòu)的低通濾波器實現(xiàn)射頻信號與本振端口的隔離。射頻信號通過波導(dǎo)至微帶的過渡之后，通過微帶的扇形匹配枝節(jié)實現(xiàn)射頻端與二極管的匹配。本振端與二極管對的匹配則由CMRC低通濾波器及其

3、相移網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。經(jīng)過混頻得到的中頻信號再通過包含扇形枝節(jié)的低通濾波器傳輸至K接頭輸出。
　　對于二極管對而言，在分析比較傳統(tǒng)的二極管建模設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，通過分析肖特基二極管的結(jié)構(gòu)，在HFSS中建立了DBES105a的簡化三維模型。管芯用準線性等效的方式，通過對比測試與模型的仿真曲線提取了針對于射頻信號和本振信號而言不同的兩組二極管參數(shù)。再針對兩組不同參數(shù)通過反復(fù)迭代的方式，設(shè)計射頻端和本振端的匹配。通過 HFSS軟件的仿真優(yōu)化，實

4、現(xiàn)了射頻端在75~110GHz波段全頻段內(nèi)回波損耗大于10dB，本振端在40~50GHz內(nèi)回波損耗大于10dB的目標。
　　為了測試需要，采用CHX2193、AMMC5040、M4AE1317以及TGA4522芯片，設(shè)計完成了U波段八倍頻器的研制并進行了相應(yīng)測試。最后針對研制的混頻器進行測試，在本振頻率為46.25GHz時，輸入功率為9dBm時，射頻信號在75~108GHz內(nèi)變頻損耗小于15dB，其中在88~102GHz內(nèi)變頻損耗