基于载波抑制单边带调制的微波光子混频方案

为了克服电混频器的瓶颈,实现大带宽的信号混频,提出了一种基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器的微波光子混频方案。通过调节调制器的6个直流偏置电压进行载波抑制单边带调制,射频(RF)信号和本振(LO)信号分别注入调制器,相互隔离,各自调制,且在2个相互正交的偏振态上传输,最后经偏振控制器和检偏器调整到同一偏振态上进行拍频,上、下变频模式的切换只需要改变其中一个直流偏置电压。仿真与实验表明:该方案切实可行,输入的RF频率在11~25 GHz时,输出的上变频或下变频信号的RF杂散抑制比不低于25 dB,频谱纯度高,可调谐性好,变频模式之间切换方便,系统的RF/LO隔离度达到-49 dB。     

一种超宽带、高线性度正交调制器

基于SiGe工艺设计了一款超宽带、高线性度的正交调制器电路,主要包含本振移相模块、混频器模块和输出模块。其中本振正交信号产生电路采用RC多相滤波器结构,在超宽带下生成正交信号,并采用限幅放大器对信号的幅度和相位进行校准;混频器采用Gilbert双平衡混频器电路结构,并使用电阻负反馈结构和电感峰化技术,可满足超宽带、高线性度、高镜像抑制的设计要求;输出模块采用有源巴伦实现差分转单端功能。芯片供电电压为5 V,工作频率范围为50 MHz～6 GHz,输出1 dB压缩点最高可达到14.7 dBm@2 GHz,边带抑制为-60 dBc,载波泄露为-44.8 dBm,噪底可低至-166 dBm/Hz。可广泛应用于各类接收机和通信系统中。     

基于混频偏置合成的高速太赫兹无线通信系统

提出一种基于载波抑制混频与载波偏置功率合成的高速太赫兹无线通信方案。发射端利用载波抑制混频器和载波偏置功率合成在140 GHz载波上实现了开关键控(OOK)调制;接收端利用包络检波接收器进行检波接收。分别开展了不同混频本振功率及偏置功率下的检波响应实验、不同基带信号功率及偏置功率下的检波响应实验,以及不同输入功率下的检波响应实验。实验结果对OOK调制器设计,以及OOK类通信系统的优化均具有较好的指导意义。最后,利用优化的系统参数在70 cm距离上实现了140 GHz, 16 Gbps的无线通信,系统误码率(BER)优于10-5。     

一种新型的单边带调制技术

从理论和实验两方面研究了一种新型单边带调制(SSB)技术,通过在中心站合适设置单臂强度调制器的偏置电压,使调制器产生的奇数边带被抑制,采用滤波器滤除其中的一个二阶边带,即可产生单边带信号.用该新型的单边带调制技术产生的光毫米波理论上可以传输148 km.同时搭建了实验系统,采用10 GHz的本振信号源与2.5 Gbit/s的数字信号混频后驱动单臂强度调制器产生抑制奇数边带的调制信号,再通过一个滤波器得到20 GHz的单边带毫米波,还得到了不同载波边带比(CSR)情况下的毫米波眼图.通过实验分析不同载波边带比对传输性能的影响,发现载波边带比为0 dB时,传输性能最佳.     

基于双平行调制器的微波光子链路周期性衰落抑制方法

针对微波光子链路长距离传输过程中周期性衰落现象，提出了一种双边带调制的微波光子传输链路，来抑制色散效应导致的周期性衰落现象。通过双平行调制器实现载波抑制双边带调制以及对载波相位的调制，来调节色散效应引起的上下边带在光电转化后的射频信号的相位差，使其为同向叠加。同时，结合光纤中的受激布里渊散射效应反射的光信号，通过布里渊反射光强探测来获知需要调节的相位量，从而保证在变化的长距离传输中可以不出现射频信号的周期性变化。最后通过仿真实验，验证了链路周期性衰落的抑制效果。     

分谐波混频在数字微波直接变频调制／解制器中的应用

在微波／毫米波频段，高电平载波泄漏是制约数字直接变频调制器（如ＱＰＳＫ）性能、产生调制矢量误差的一个重要因素。在直接变频接收方式中，二阶交调失真（ＩＭ２）及本振噪声是制约动态范围的关键因素之一。偶次分皮混频可有铲地抑制载波泄漏、二次混频失真及本振噪声、是提高调制器精确度及直接解调器动态范围的有效技术。     

宽带镜频抑制混频器设计及实现

雷达和通信接收系统中,采用镜频抑制混频器能够有效抑制镜像频率,提高系统的抗干扰能力.在介绍镜像干扰原理的基础上,给出了一种镜频抑制混频器的框图,该结构既能在接收机中作为镜频抑制混频器,还能在发射机中作为单边带调制器.设计制作了一个S频段镜频抑制混频器,测试结果显示在S频段内镜频抑制度大于20 dB,单边带抑制度大于20 dB,很好地抑制了镜像频率以及边带.     

用砷化镓场效应管双平衡混频器的正交调制器设计

为了实现使用 MSK 等窄带数字调频方式的移动通信系统,希望有精度高而耗电少的集成电路调制器。本论文提出用 D—A 变换器和 FET 模拟开关组成适用于数字集成化的双平衡混频器的方案,并明确提出用这种混频器设计正交调制器。首先对调制波输出中的寄生成分进行分析,明确了要将寄生成分抑制在规定值以下所要求的 D—A 变换器等的精度;其次,求出了调制器满足寄生规定值的载波频率上限和 FET 元件参数的关系。接着,根据使用砷化镓场效应管的实验,证实了分析结果,与此同时,做成了频率到1GHz、能将寄生成分抑制在—40dB(相对于调制波)以下的正交调制器。     

Ka 波段宽带单边带调制器集成电路的设计

基于相移法实现SSB(单边带)调制器理论,设计制造了一种Ka 波段宽带SSB 调制器集成电路。对相移法产生单边带调制信号的原理进行了分析,利用无源电路的3D 电磁仿真分析和ADS 整体电路非线性仿真相结合的方法对调制器进行了优化。设计制造的90°相移电桥网络和同相合成器满足了产生Ka 波段SSB 信号的幅相要求,同时给出了测试结果。调制器在30 ~36GHz 频带内插入损耗臆14dB;载波和对称边带抑制逸15dB;其它边带抑制逸13dB;输入1dB 压缩功率38dBm;外形尺寸18mm×6mm。这种相移法单边带调制器不需要带通滤波器,具有电路简单,载波抑制比高,对相位误差要求不高的优点。     

宽带镜频抑制混频器应用研究

雷达和通信系统中,采用镜频抑制混频器能够有效抑制镜像频率,提高系统的抗干扰能力,同时能够有效的回收镜频能量,提高工作效率。在介绍镜像干扰原理的基础上,文中给出了一种镜频抑制混频器的框图,该结构既能在接收机中作为镜频抑制混频器,还能在发射机中作为单边带调制器。本文对某型下变频器进行了干扰分析．与镜像抑制混频器进行了对比研究,提出了用镜像抑制混频器替代该型下变频器的可行性。     

一种基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺的高线性混频器

设计了一种低本振驱动的高线性混频器,重点关注混频器的线性度性能和本振驱动功率问题.混频器的核心电路结构包含比较器,本振驱动器,双平衡无源混频器和带隙基准电路.为了提供本振信号通路的单端转差分功能,以及减小混频器对本振驱动功率的要求,引入比较器和本振驱动器,并采用双平衡无源混频器提供良好的线性度.采用0.18μm的SiGe双极兼容互补金属氧化物半导体(BiCMOS)工艺,同时支持上变频和下变频功能.实测结果表明,射频端口可覆盖6～18 GHz频段的信号,中频端口可覆盖0～6 GHz频段的信号;下变频时和上变频时的变频损耗典型值分别为-10.0 dB和-9.8 dB;IIP3在工作频段内的最大值分别为23.0 dBm和23.4 dBm;功耗为500 mW.在实现高线性度混频器的基础上,减小了输入本振功率的需求,提高了高线性混频器的实用性.     

采用两个级联外部调制器产生四倍频光载毫米波的光纤无线通信系统

研究了一种采用两个级联外部调制器基于光载波抑制原理产生四倍频毫米波的光纤无线通信(ROF)系统.在中心站利用电混频器产生副载波复用信号,通过第一个外部调制器产生两倍射频(RF)信号的光载毫米波信号,再通过第二个外部调制器产生四倍射频信号的光载毫米波.实验显示采用频率为10 GHz的射频信号源和2.5 Gbit/s的数据基带信号混频通过两个级联外部凋制器后产生毫米波的频率为40 GHz,并且在单模光纤中传输距离达20 km,功率代价小于2 dB.     

新型无绳电话机频率合成器介绍及检修

频率合成器在无绳电话机中,主要为接收电路中的第一混频器提供第一本振频率;为发射电路中的调制器提供调制基准频率,同时发射机的调制信号又加入到频率合成器电路中的VCO部分,与VCO共同组成调频振荡器。     

基于肖特基二极管的四次谐波混频器（英文）

针对冰云探测设备的预研,详细介绍了一款基于肖特基二极管的低变频损耗670 GHz四次谐波混频器,为了提升混频效率,采用两级紧凑微带共振单元(CMRC)本振低通滤波器来抑制射频信号、本振三次谐波及二次谐波混频产物.由于本振频率仅为射频频率的四分之一,大大降低了本振链路的复杂度和成本.测试结果表明,在640-700 GHz频带内单边带变频损耗为16.7～22.1 dB,在665 GHz最优单边带变频损耗为16.8 dB.     

基于肖特基二极管的四次谐波混频器

针对冰云探测设备的预研,详细介绍了一款基于肖特基二极管的低变频损耗670 GHz四次谐波混频器.为了提升混频效率,采用两级紧凑微带共振单元（CMRC）本振低通滤波器来抑制射频信号、本振三次谐波及二次谐波混频产物.由于本振频率仅为射频频率的四分之一,大大降低了本振链路的复杂度和成本.测试结果表明,在640~700 GHz频带内单边带变频损耗为16.7~22.1 dB,在665 GHz最优单边带变频损耗为16.8 dB.     

140 GHz关键射频组件研究

在基于超外差体制的太赫兹无线通信系统接收机和发射机中,混频器、滤波器和本振源是决定系统性能的关键器件。本文分别针对基于肖特基二极管技术的140 GHz次谐波混频器、基于微机电系统（MEMS）体硅工艺的140 GHz带通滤波器和V波段毫米波本振倍频源的仿真设计和关键工艺开展了研究。测试结果表明：140 GHz次谐波混频器单边带转换损耗为26 dB,140 GHz带通滤波器的带内插损为8 dB,V波段毫米波本振倍频源最大输出功率大于50 mW（63.2 GHz~67.2 GHz）。     

0.67 THz宽带谐波混频器设计

为研制太赫兹多频段高灵敏度探测仪,依靠太赫兹砷化镓平面肖特基二极管的非线性特性,结合石英薄膜工艺,设计了宽带0.67 THz谐波混频器,并分析了砷化镓平面肖特基二极管性能表征参数指标对太赫兹混频器性能的影响。0.67 THz谐波混频器采用整体综合的设计方法,结合电气仿真软件ADS和电磁仿真软件HFSS,优化电路中不连续性微带与波导之间的电磁空间耦合效率,以混频器的变频损耗为优化目标,最终实现0.67 THz谐波混频器仿真设计。0.62~ 0.72 THz射频范围内,混频器单边带最低变频损耗小于8 dB,本振功率小于4 mW,本振端口与中频端口、射频端口与中频端口之间隔离度大于-30 dB。     

基于肖特基二极管的450 GHz二次谐波混频器

为了在亚毫米波波段进行遥感探测,研制了450GHz的二次谐波混频器.混频器的核心部件是一对反向并联的肖特基二极管,长度为74μm,截止频率高达8THz.在石英基片上搭建悬置微带的匹配电路,并采用一分为二的金属腔体.在二极管的仿真中获得二极管管芯的输入阻抗,然后考虑二极管的封装、匹配电路,仿真得到混频器的单边带变频损耗为8.0dB,所需本振功率为4mW.测试表明,本混频器的单边带变频损耗的最佳值为14.0dB,433~451GHz之间的损耗小于17.0dB,3dB带宽为18GHz,所需的本振功率为5mW.     

移相型三厘米波段镜像抑制混频器

<正>镜像抑制混频器是通讯和其它电子系统中不可缺少的部件之一.一般达到镜像抑制的方法有两种,在混频器信号输入端设置带通滤波器(或带阻滤波器);另一种是在混频器设计中利用相位关系来区分中频输出是真正射频或镜频干扰信号,使有用中频信号输入到接收机,而镜像信号产生的干扰信号消耗或反射在匹配负载上.前者设计较简单,仅适用于高中频系统;但对工作频带较宽、频率捷变和低中频接收机系统就不适用.因此就只能采用后者,亦即移相型双平衡电路结构.     

基于IQ调制器产生载波抑制单边带信号的偏置控制技术

为了延长信号传输距离、方便探测及降低噪声,并最大可能地保留信号能量,可通过移相法实现载波抑制单边带(SSB-CS)信号输出,采用导频法控制商用铌酸锂双平行(IQ)调制器可达到上述目标。实验结果表明:所提方法在2~18 GHz范围内,输出信号的载边比和边边比均大于20 dB;该方法能在不使用IQ调制器内置光电二极管(PD)的前提下,有效控制调制器工作状态,得到载边比和边边比均满足预期的SSB-CS信号。