本文關(guān)鍵詞：毫米波寬帶倍頻器與諧波混頻器研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：D波段覆蓋頻率110 GHz-170 GHz,是毫米波段中的大氣窗口之一,它具有波長短、信息容量大等優(yōu)點(diǎn),在寬帶通信和安全檢查等方向應(yīng)用前景廣闊,對(duì)軍事和民用領(lǐng)域都具有重要價(jià)值。隨著高分辨率成像技術(shù)和超高速率數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)毫米波系統(tǒng)的工作帶寬提出了越來越高的要求。對(duì)D波段下變頻組件來說,寬帶的D波段本振源實(shí)現(xiàn)難度大,成本高,采用諧波混頻是解決這一問題的有效途徑。本文立足國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)條件,基于本課題組之前大量的研究工作基礎(chǔ),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了E波段全波段二倍頻器(作為混頻器的本振驅(qū)動(dòng))和D波段寬帶二次諧波混頻器,同時(shí)還研制了高帶外抑制D波段全波段帶通濾波器。本文主要研究進(jìn)展主要包括以下內(nèi)容：1、采用UMS公司的Schottky變阻二極管DBES105a設(shè)計(jì)了E波段全波段二倍頻器。二倍頻器采用了裝配方式簡單可靠的串聯(lián)電壓激勵(lì)型倍頻結(jié)構(gòu),并將雙管以同向并聯(lián)的方式接入電路以提高功率容量。利用HFSS仿真軟件對(duì)倍頻電路中的輸入輸出矩形波導(dǎo)-微帶探針過渡結(jié)構(gòu)、輸入低通濾波器、直流偏置及接地低通濾波器、輸入輸出匹配電路無源模塊進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)。建立了包含二極管無源寄生結(jié)構(gòu)和外圍無源嵌入網(wǎng)絡(luò)的二倍頻器全尺寸電磁仿真模型,在得到其線性頻響特性后,利用ADS軟件結(jié)合二極管的非線性管芯參數(shù)得到其非線性頻響特性。根據(jù)仿真優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行實(shí)物加工,實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明,當(dāng)輸入功率處于20dBm～22.7dBm之間時(shí),在整個(gè)60 GHz～90 GHz輸出頻率范圍內(nèi),二倍頻器倍頻損耗的典型值為10.5 dB,倍頻效率典型值為8.9%,輸出功率峰值為13.34 dBm。2、基于本課題組之前大量的研究工作基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了D波段寬帶二次諧波混頻器�；祛l器采用了經(jīng)典的反向并聯(lián)二極管對(duì)結(jié)構(gòu),并將雙管以串聯(lián)的方式接入電路。將每個(gè)二極管芯片中的其中一個(gè)肖特基結(jié)短路以降低混頻器對(duì)本振信號(hào)功率的要求。利用HFSS仿真軟件對(duì)混頻電路中的射頻輸入及本振輸入矩形波導(dǎo)。微帶探針過渡結(jié)構(gòu)和匹配電路無源模塊進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)。在射頻端口,采用兩級(jí)級(jí)聯(lián)的四分之一RF波長短路線作為本振回收網(wǎng)絡(luò),并為中頻信號(hào)提供了接地回路；在本振端口,采用了三級(jí)級(jí)聯(lián)的四分之一RF波長開路線作為寬帶射頻回收網(wǎng)絡(luò),并為射頻信號(hào)提供接地回路。中頻低通濾波器采用改進(jìn)的2階CMRC結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)尺寸小,阻帶覆蓋整個(gè)本振信號(hào)頻帶,有效提高了本振-中頻端口間的隔離度。利用HFSS場(chǎng)分析和ADS路分析相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法,對(duì)混頻器電路進(jìn)行了整體優(yōu)化。根據(jù)仿真優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行實(shí)物加工,實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明,在137 GHz～160 GHz射頻頻率范圍內(nèi)的變頻損耗的典型值為13 dB；將E波段二倍頻器作為混頻器的本振驅(qū)動(dòng)時(shí),在固定中頻頻率為1 GHz條件下,實(shí)測(cè)射頻工作頻帶約為137 GHz～156 GHz,變頻損耗典型值為12.5 dB。3、利用對(duì)稱陷波腔與經(jīng)典的H面感性膜片波導(dǎo)濾波器組合,有效增強(qiáng)了濾波器的帶外抑制度,尤其是對(duì)緊鄰?fù)◣н吘壍膸忸l點(diǎn)抑制。利用高頻電磁仿真軟件HFSS,仿真設(shè)計(jì)了具有帶外抑制增強(qiáng)特性和全波段帶通特性的D波段波導(dǎo)濾波器,實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明濾波器在通帶110GHz～170 GHz內(nèi)的插入損耗典型值為1.2 dB,在通帶外100GHz和180GHz處的抑制度分別優(yōu)于42 dB和29 dB,測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了對(duì)稱式陷波腔的有效性。
【關(guān)鍵詞】：E波段 D波段 肖特基二極管 二倍頻器 寬帶二次諧波混頻器 全波段高截止特性濾波器
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN77
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 倍頻器的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 混頻器的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的內(nèi)容安排15-17
• 第二章 毫米波倍頻器與諧波混頻器基本理論17-31
• 2.1 毫米波倍頻器基本理論17-23
• 2.1.1 倍頻器工作原理17-19
• 2.1.2 倍頻器的主要技術(shù)指標(biāo)19
• 2.1.3 倍頻器的分類19-20
• 2.1.4 非線性電抗倍頻理論20-21
• 2.1.5 非線性電阻倍頻理論21-23
• 2.2 毫米波諧波混頻器基本理論23-28
• 2.2.1 混頻器工作原理23-25
• 2.2.2 諧波混頻器基本理論25-27
• 2.2.3 混頻器主要技術(shù)指標(biāo)27-28
• 2.3 倍頻器、混頻器的分析方法28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第三章 E波段全波段二倍頻器設(shè)計(jì)31-51
• 3.1 二極管及介質(zhì)基片選取31-33
• 3.2 E波段全波段二倍頻器仿真分析33-46
• 3.2.1 設(shè)計(jì)方案概述33-34
• 3.2.2 矩形波導(dǎo)-微帶過渡結(jié)構(gòu)34-37
• 3.2.3 輸入低通濾波器37
• 3.2.4 直流偏置及接地低通濾波器37-40
• 3.2.5 輸入輸出匹配電路40-42
• 3.2.6 二倍頻器整體仿真分析42-46
• 3.3 E波段全波段二倍頻器實(shí)驗(yàn)研究46-49
• 3.4 本章小結(jié)49-51
• 第四章 D波段寬帶二次諧波混頻器研制51-69
• 4.1 D波段二次諧波混頻器設(shè)計(jì)方案概述51-53
• 4.2 D波段寬帶二次諧波混頻器仿真分析53-61
• 4.2.1 射頻及本振輸入端口53-54
• 4.2.2 中頻低通濾波器54-55
• 4.2.3 射頻及本振回收網(wǎng)絡(luò)55-57
• 4.2.4 諧波平衡仿真分析57-61
• 4.3 D波段二次諧波混頻器實(shí)驗(yàn)研究61-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 第五章 D波段全波段帶通濾波器設(shè)計(jì)69-77
• 5.1 D波段全波段帶通濾波器仿真設(shè)計(jì)69-71
• 5.2 D波段全波段帶通濾波器帶外抑制度改善71-74
• 5.3 D波段全波段帶通濾波器實(shí)驗(yàn)研究74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-77
• 第六章 結(jié)束語77-79
• 6.1 論文工作總結(jié)77
• 6.2 未來工作展望77-79
• 致謝79-81
• 參考文獻(xiàn)81-83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 姚常飛;周明;羅運(yùn)生;王毅剛;許從海;;基于肖特基平面二極管的150GHz和180GHz固定調(diào)節(jié)式倍頻源(英文)[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2013年02期

2 張波;陳哲;樊勇;;220 GHz分諧波混頻器研究[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

3 向博;竇文斌;何敏敏;;三毫米波段二次諧波混頻器[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2011年04期

4 黃華;全金海;胡柳林;劉云剛;金長林;;一種超寬帶毫米波倍頻器設(shè)計(jì)[J];電子信息對(duì)抗技術(shù);2009年06期

5 胡建凱,黃振起,李寶令,陶若燕,劉墩文;3mmFM/CW組件中鰭線混頻器的研究[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2001年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 袁野;W波段分諧波混頻器研究[D];電子科技大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：毫米波寬帶倍頻器與諧波混頻器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：454679