【摘要】：近年來(lái),隨著現(xiàn)代化軍事戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)信息化電子戰(zhàn)要求越來(lái)越高,毫米波技術(shù)成為各軍事強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)先研究的焦點(diǎn),在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中有著舉足輕重的地位。而在毫米波電子系統(tǒng)中,毫米波頻率源是該頻段研究的核心與關(guān)鍵所在。其中,通過(guò)倍頻技術(shù)將低頻段的微波信號(hào)拓展到高頻段的毫米波信號(hào)是研制毫米波頻率源的核心技術(shù)之一。本論文研究的毫米波倍頻放大模塊是射頻太赫茲復(fù)合系統(tǒng)的一部分,包括一個(gè)W波段六倍頻放大模塊和一個(gè)Ka波段四倍頻放大模塊。W波段六倍頻放大模塊為射頻太赫茲復(fù)合系統(tǒng)中的太赫茲上下變頻器提供本振源,Ka波段四倍頻放大模塊為射頻太赫茲復(fù)合系統(tǒng)中的太赫茲上變頻器提供輸入信號(hào)源。本文首先詳細(xì)介紹和分析了毫米波電路的特點(diǎn)以及研制毫米波頻率源的常見(jiàn)有效方法,結(jié)合最近幾年國(guó)內(nèi)外毫米波常見(jiàn)倍頻方式以及毫米波倍頻器、功率放大器件等做了一個(gè)陳述性總結(jié)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合本課題要求和實(shí)現(xiàn)條件,確定了上述兩款毫米波倍頻濾波放大電路的基本設(shè)計(jì)方案,合理的分配模塊各部分指標(biāo),并通過(guò)電磁仿真軟件HFSS和ADS協(xié)同仿真,對(duì)整體電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)與仿真,成功地研究并制作了一個(gè)W波段六倍頻放大模塊和一個(gè)Ka波段四倍頻放大模塊。其中,關(guān)于W波段六倍頻放大模塊,采用了兩級(jí)倍頻級(jí)聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)六次倍頻,每一級(jí)倍頻后,得到的信號(hào)均通過(guò)微帶帶通濾波器抑制諧波分量,最終將Ku波段信號(hào)倍頻至W波段�？紤]到后一級(jí)是無(wú)源倍頻,倍頻損耗比較大且毫米波段的濾波器以及微帶到波段的過(guò)渡有較高插入損耗,使得整個(gè)鏈路信號(hào)功率損耗較大,因此得到的W波段信號(hào)再經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大,最后由微帶到波導(dǎo)的鰭線過(guò)渡輸出。關(guān)于Ka波段四倍頻放大模塊,C波段信號(hào)輸入由SMA接頭饋入,直接采用一次有源四倍頻,并經(jīng)過(guò)微帶濾波器和微帶到波導(dǎo)的鰭線過(guò)渡輸出,得到Ka波段信號(hào)。由于在毫米波段,電路微小尺寸將會(huì)對(duì)電路性能有較大的影響,因此對(duì)于模塊中的微帶電路加工尺寸精度要求較高。最終對(duì)設(shè)計(jì)的電路模塊進(jìn)行裝配與調(diào)試。最終測(cè)試結(jié)果表明:W波段六倍頻放大模塊在輸入頻率為f_(in) GHz,輸入功率為+3dBm條件下,輸出頻率為6f_(in) GHz,輸出功率15.84dBm;Ka波段四倍頻放大模塊在輸出頻段為4(f_(in) _1±0.125G)Hz范圍內(nèi),模塊的輸出功率受輸入功率大小影響。當(dāng)輸入功率從-17dBm~-8dBm以1dB為步長(zhǎng)變化時(shí),輸出功率在輸出頻帶上有相同的變化趨勢(shì)。在較大激勵(lì)信號(hào)作用下,該模塊在中心輸出頻點(diǎn)處會(huì)出現(xiàn)一個(gè)諧振點(diǎn),且隨著輸入功率不斷增加,該頻點(diǎn)處的諧振現(xiàn)象越明顯。由于具體指標(biāo)的要求,模塊需在-13dBm以下的小信號(hào)激勵(lì)工作。因此,在此輸入功率范圍內(nèi),模塊在中心輸出頻點(diǎn)處的自激并不明顯,可正常工作。此外,在同一輸出頻點(diǎn)處,模塊的輸出功率隨輸入功率的增加呈非線性變化,當(dāng)輸入功率達(dá)-12dBm時(shí),模塊的輸出功率趨向飽和。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該模塊的對(duì)三次諧波抑制大于32dBc、對(duì)五次諧波抑制大于50dBc。
【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】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：E96;TN721;TN015
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒 論1.1 毫米波簡(jiǎn)介在無(wú)線通信領(lǐng)域中，通常將電磁波譜中頻率為 30-300GHz,相應(yīng)波長(zhǎng) 1mm10mm[1]之間的電磁波劃分為毫米波波段。毫米波在電磁頻譜中，其波段的低端微波相鄰，波段的高端與亞毫米波、紅外光波相接。毫米波在電磁頻譜中的位置圖 1-1 所示。

因此毫米波通信傳輸常在上述四個(gè)頻點(diǎn)附加工作。毫米波對(duì)大氣衰減特性以及大氣窗口頻帶分別如圖1-2 和表 1-1 所示。圖 1-2 毫米波在大氣中的衰減特性

全球芯片行業(yè)均取得了重大技術(shù)突破。步時(shí)間較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家的毫米波芯片行業(yè)還展。曹衛(wèi)平、甘體國(guó)等人研制出一款 Ka 波段倍段輸入信號(hào)通過(guò) FET 二次倍頻至 C 波段，到 Ka 波段。最終 Ka 波段信號(hào)經(jīng)功率放大器測(cè)試表明，該款倍頻放大組件在輸出頻率為為 16.6dB,輸出功率在其輸出頻帶范圍內(nèi)均mW。技大學(xué)的張勇等人研制出一款 Q 波段寬帶四件由兩級(jí)二倍頻器級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)四次倍頻效果，第一級(jí)倍頻器輸出的基波和三次諧波。組件后倍頻放大后的 Q 波段信號(hào)通過(guò)微帶到波導(dǎo)件實(shí)物照片如圖 1-3 所示。測(cè)試結(jié)果表明，在出功率大于 10.5dBm，整個(gè)倍頻放大組件的諧

【參考文獻(xiàn)】

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1 任田昊;張勇;;W波段矩形波導(dǎo)到微帶線過(guò)渡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];微波學(xué)報(bào);2014年S1期

2 王抗旱;;寬帶毫米波四倍頻器[J];半導(dǎo)體技術(shù);2012年03期

3 張勇;稅蘭英;;Q波段寬帶四倍頻放大組件研究[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

4 蘇宏艷;朱淮城;;毫米波精確制導(dǎo)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J];制導(dǎo)與引信;2008年02期

5 曹衛(wèi)平,甘體國(guó),李思敏,喻志遠(yuǎn);Ka波段倍頻放大組件[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2003年02期

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1 呂翔宇;蘇國(guó)東;孫玲玲;蘇江濤;宛操;程濤;;毫米波寬帶三倍頻器的設(shè)計(jì)[A];2017年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2017年

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1 陳國(guó)維;超寬帶上下變頻組件的研制[D];電子科技大學(xué);2018年

2 張翔鷗;太赫茲上下變頻器研究[D];電子科技大學(xué);2018年

3 郭麗芳;W波段變頻模塊研究[D];電子科技大學(xué);2015年

4 張宛路;微波濾波器的綜合與設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2773179