本文關鍵詞：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,在寬帶通信和安全檢查等方向應用前景廣闊,對軍事和民用領域都具有重要價值。隨著高分辨率成像技術和超高速率數據傳輸技術的迅速發(fā)展,對毫米波系統(tǒng)的工作帶寬提出了越來越高的要求。對D波段下變頻組件來說,寬帶的D波段本振源實現(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。本文立足國內現(xiàn)有技術條件,基于本課題組之前大量的研究工作基礎,設計并實現(xiàn)了E波段全波段二倍頻器(作為混頻器的本振驅動)和D波段寬帶二次諧波混頻器,同時還研制了高帶外抑制D波段全波段帶通濾波器。本文主要研究進展主要包括以下內容：1、采用UMS公司的Schottky變阻二極管DBES105a設計了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)電壓激勵型倍頻結構,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仿真軟件對倍頻電路中的輸入輸出矩形波導-微帶探針過渡結構、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行了仿真設計。建立了包含二極管無源寄生結構和外圍無源嵌入網絡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軟件結合二極管的非線性管芯參數得到其非線性頻響特性。根據仿真優(yōu)化結果進行實物加工,實驗測試表明,當輸入功率處于20dBm～22.7dBm之間時,在整個60 GHz～90 GHz輸出頻率范圍內,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,設計了D波段寬帶二次諧波混頻器�；祛l器采用了經典的反向并聯(lián)二極管對結構,并將雙管以串聯(lián)的方式接入電路。將每個二極管芯片中的其中一個肖特基結短路以降低混頻器對本振信號功率的要求。利用HFSS仿真軟件對混頻電路中的射頻輸入及本振輸入矩形波導。微帶探針過渡結構和匹配電路無源模塊進行了仿真設計。在射頻端口,采用兩級級聯(lián)的四分之一RF波長短路線作為本振回收網絡,并為中頻信號提供了接地回路；在本振端口,采用了三級級聯(lián)的四分之一RF波長開路線作為寬帶射頻回收網絡,并為射頻信號提供接地回路。中頻低通濾波器采用改進的2階CMRC結構,該結構尺寸小,阻帶覆蓋整個本振信號頻帶,有效提高了本振-中頻端口間的隔離度。利用HFSS場分析和ADS路分析相結合的設計方法,對混頻器電路進行了整體優(yōu)化。根據仿真優(yōu)化結果進行實物加工,實驗測試表明,在137 GHz～160 GHz射頻頻率范圍內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動時,在固定中頻頻率為1 GHz條件下,實測射頻工作頻帶約為137 GHz～156 GHz,變頻損耗典型值為12.5 dB。3、利用對稱陷波腔與經典的H面感性膜片波導濾波器組合,有效增強了濾波器的帶外抑制度,尤其是對緊鄰通帶邊緣的帶外頻點抑制。利用高頻電磁仿真軟件HFSS,仿真設計了具有帶外抑制增強特性和全波段帶通特性的D波段波導濾波器,實驗測試結果表明濾波器在通帶110GHz～170 GHz內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,測試結果驗證了對稱式陷波腔的有效性。
【關鍵詞】：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
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 倍頻器的主要技術指標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 混頻器主要技術指標27-28
• 2.3 倍頻器、混頻器的分析方法28-29
• 2.4 本章小結29-31
• 第三章 E波段全波段二倍頻器設計31-51
• 3.1 二極管及介質基片選取31-33
• 3.2 E波段全波段二倍頻器仿真分析33-46
• 3.2.1 設計方案概述33-34
• 3.2.2 矩形波導-微帶過渡結構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驗研究46-49
• 3.4 本章小結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計方案概述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 射頻及本振回收網絡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驗研究61-67
• 4.4 本章小結67-69
• 第五章 D波段全波段帶通濾波器設計69-77
• 5.1 D波段全波段帶通濾波器仿真設計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驗研究74-75
• 5.4 本章小結75-77
• 第六章 結束語77-79
• 6.1 論文工作總結77
• 6.2 未來工作展望77-79
• 致謝79-81
• 參考文獻81-83

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前5條

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中國碩士學位論文全文數據庫 前1條

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  本文關鍵詞：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：454679