【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,武器裝備和其他民用產(chǎn)品對(duì)頻率的要求越來(lái)越高。W波段技術(shù)不僅在軍事武器中扮演者越來(lái)越重的角色,而且在民用產(chǎn)品也占有著不小的市場(chǎng)。W波段頻率源是構(gòu)成該頻段系統(tǒng)或者儀器的核心部件,但是在該頻段的器件和相關(guān)儀器,中國(guó)長(zhǎng)期受到了以美國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)封鎖。本課題主要研制一款W波段倍頻組件,不僅是對(duì)倍頻器的深入探究,更是對(duì)W波段頻率源的一次有益探索。該W波段倍頻組件是采用倍頻鏈的方式,前級(jí)倍頻器采用有源芯片2次倍頻,后級(jí)倍頻器采用無(wú)源二極管3次倍頻,通過(guò)總共6次倍頻將Ku波段信號(hào)倍頻到W波段。本文研制的W波段倍頻組件具有倍頻次數(shù)高,成本低,倍頻帶寬較寬等的特點(diǎn)。本文詳細(xì)講述了W波段倍頻組件的設(shè)計(jì)研制過(guò)程,首先根據(jù)倍頻組件的指標(biāo)要求,擬定實(shí)現(xiàn)倍頻組件的基本設(shè)計(jì)方案,且通過(guò)電磁仿真軟件ADS與HFSS對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。由于要求輸出頻率較高,仿真設(shè)計(jì)難度較大,所以本文工作重點(diǎn)是對(duì)后級(jí)倍頻器與W波段帶通濾波器的仿真設(shè)計(jì)。其中后級(jí)倍頻器采用兩只肖特基二極管正向并聯(lián)的方式提高功率容量,且采用寬帶的電磁耦合結(jié)構(gòu)以及阻抗匹配提高仿真與測(cè)試結(jié)果的吻合度。W波段帶通濾波器采用波導(dǎo)內(nèi)嵌電路基片的新型鰭線結(jié)構(gòu),降低了濾波器對(duì)加工精度的要求。最后對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了制作和調(diào)試,在各個(gè)模塊都達(dá)到預(yù)設(shè)的技術(shù)指標(biāo)要求后,對(duì)整個(gè)鏈路進(jìn)行了相應(yīng)的系統(tǒng)測(cè)試。最終完成了從Ku頻段(15-16.7GHz)到W波段(90-100GHz)的倍頻組件研制。該W波段倍頻組件在輸入信號(hào)功率為-5dBm時(shí),輸出信號(hào)功率在整個(gè)90-100GHz頻段上典型值都大于0dBm,并且有兩個(gè)點(diǎn)頻信號(hào)功率超過(guò)+5dBm。
【圖文】：

倍頻器器常用的無(wú)源倍頻器件是肖特基勢(shì)壘二極管，化鎵材料。肖特基二極管主要是平面結(jié)構(gòu)，倍頻器電路中。頻二極管的工作原理是在高頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，的載流子工作時(shí)，該二極管能表現(xiàn)出很好的多文獻(xiàn)中提到，基于非線性電阻特性倍頻二極1/n2。本課題 W 波段倍頻組件在 Ka 波段到 W特基勢(shì)壘二極管的倍頻方式，，所以本小節(jié)著機(jī)制器，主要是利用倍頻二極管的非線性特性來(lái)產(chǎn)性電容特性將輸入的單頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有很理如圖 2-1 與圖 2-2 所示。

圖 2-2 非線性電容倍頻特性曲線倍頻的非線性特性（非線性電阻 I-V 特性與數(shù)的方式在某個(gè)固定偏置電壓 Vb 條件下I(V+V)=a+aV+aV+aV33in2Bin01in2inQ(V+V)=b+bV+bV+bV3in2Bin01in2in的輸入信號(hào)：V=Vcos(w)inpint 帶入（2-1）與（2-2）中，經(jīng)過(guò)整理、變換到輸出信號(hào)中包含了無(wú)數(shù)個(gè)頻率為輸入信通過(guò)加入合適的濾波器將目標(biāo)倍頻信號(hào)取出(t)=I+Icos(wt)+Icos(2wt)+Icos(3w01in2in3in
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TJ03;TN771

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2601531