采用次谐波混频技术的毫米波超宽带混频器研制

提出了一种次谐波混频技术结合宽带匹配滤波电路的设计方法,能有效降低本振源的制作难度,并可扩展中频带宽。应用高频场仿真软件以及谐波平衡仿真软件,研制了两个频段的超宽带次谐波混频器。测试结果:K频段混频器,固定本振频率15 GHz,射频频率在18~26.5 GHz的频带内变化时,变频损耗小于10.7 dB,最小变频损耗为7.5 dB;Ka频段混频器,固定本振频率22 GHz,射频频率在26.5~40 GHz的频带内变化时,变频损耗小于11.5 dB,最小变频损耗为8 dB。测试结果指标与传统的双平衡混频器指标相当,证明了电路设计方案的正确性。     

新型四次谐波混频电路

本文介绍了一种适用于高次谐波混频的电路原理图,基于空闲频率相位抵消理论,该混频电路结构可以避免复杂的空闲频率回收电路设计,同时能获得很高的端口隔离度。基于该结构,设计了新型的Ka波段四次谐波混频器,该混频器在38.4 GHz测得最小变频损耗 8.3 dB,在34-39 GHz 变频损耗小于10.3dB, LO-IF、RF-LO、 RF-IF 端口隔离度分别优于30.7 dB、 22.9dB、46.5dB。     

0.22 THz宽带混频电路研究

基于中国电子科技集团公司第十三研究所的反向并联肖特基二极管,采用电磁场和电路软件联合仿真,完成了0.22 THz分谐波混频电路设计。在固定中频输出频率10 MHz的条件下测试了混频电路的变频损耗,在175~235 GHz共60 GHz带宽内双边带变频损耗小于15 dB,在196 GHz处最佳变频损耗为8.5 dB。测试结果与仿真结果趋势吻合良好。基于冷热负载,测试了分谐波混频电路的噪声温度,当本振功率为5.7 mW时,在216 GHz处双边带噪声温度为1 200 K。     

太赫兹信号发生与接收技术

论文重点论述了固态太赫兹信号发生和接收技术,太赫兹信号发生采用倍频级联的方案,重点解决了倍频器的压缩点、驱动功率和倍频效率等三个方面的问题,实现了频率覆盖500GHz的大功率信号发生。信号接收采用了分谐波混频的方案,通过构建二极管模型,利用超薄微带电路,实现了混频电路的一体化设计,完成了宽带、低变频损耗的分谐波混频器,频率覆盖至500GHz。     

太赫兹信号发生与接收技术

论文重点论述了固态太赫兹信号发生和接收技术,太赫兹信号发生采用倍频级联的方案,重点解决了倍频器的 压缩点、驱动功率和倍频效率等三个方面的问题,实现了频率覆盖500GHz 的大功率信号发生。信号接收采用了分谐波 混频的方案,通过构建二极管模型,利用超薄微带电路,实现了混频电路的一体化设计,完成了宽带、低变频损耗的分 谐波混频器,频率覆盖至500GHz。     

5 THz混频二极管等效电路模型研究

采用电磁场和电路联合仿真,基于直流测试和三维电磁建模仿真技术,建立了截止频率5 THz的混频肖特基二极管的等效电路模型。重点研究了二极管的非线性结模型和外围结构三维电磁全波仿真模型,构建了考虑实际电路形式的四端口三维电磁全波仿真模型。该等效电路模型可用于太赫兹低频段混频模块设计,该模型的建立方法也为更高频段模型的建立提供了一种参考。基于该模型设计了一款220 GHz分谐波混频器,在192~230 GHz宽带范围内,双边带变频损耗小于10 dB,测试结果与仿真结果较为一致。     

Ka波段镜像抑制谐波混频器设计

针对现代毫米波接收机和雷达系统高抗干扰能力的需求,分析了具有镜像频率抑制能力的谐波混频器的基本原理,提出了一种Ka波段镜像抑制谐波混频器的设计方案。该混频器由两个混频单元组成,利用输出信号的相位关系识别RF信号和镜频信号,RF混频信号在输出端口同相叠加,镜频混频信号反相抵消。使用Ansoft HFSS和Agilent ADS仿真软件分别完成电路无源部分仿真和谐波平衡仿真设计,制作了混频器并进行了测试。测试结果表明:RF频率为29.4～31GHz,中频(IF)为100 MHz,变频损耗稳定在8.8～10.3 dB,镜像抑制度大于20.1 dB,各个端口隔离度均大于31.4 dB,RF端口和本振(LO)端口驻波比分别小于1.3和2.2,输入功率在1 dB压缩点为-5 dBm。     

宽带Ka频段下变频器的设计与实现

介绍了一种宽带Ka频段下变频器的设计与实现。变频器链路采用低本振的二次变频方式,无频谱倒置,通过合理的频率配置和电平分配,减小了混频非线性导致的组合频率干扰,降低了输出杂散。变频器本振源应用双环频率合成技术实现了宽带、低噪声输出,设计结果得到了测试验证。变频器结构设计采用了模块化技术,便于调试、故障定位和维修,可广泛适用于Ka频段卫星通信地面站。     

毫米波三端器件漏极混频器的研究

对Ka频段三端器件漏极混频器电路进行了分析和优化设计。由三端器件小信号S参数和直流特性测试值拟合出该器件非线性等效电路模型和参数;采用谐波平衡和变换矩阵分析法推导出漏极混频器变频增益,由此优化设计混频器电路。实验测试结果射频为27.4GHz、本振为33.4GHz/10dBm,获得变频增益为4dB。     

一种优异温度稳定性Ka波段上变频放大模块

研究了Ka波段变频放大电路的设计及其温度补偿技术,分析了上变频放大模块的基本原理,分别对射频增益及检波电压进行了温度补偿,提出了一种优异温度稳定性、高线性度、高增益稳定性的总体设计方案。该变频放大模块由放大电路、温补电路、混频电路、滤波电路及功率放大器等单元电路组成。运用Agilent ADS软件完成了模块的整体电路设计。同时,介绍了一种基于场仿真软件和实测相结合的方法,建立毫米波多芯片组件中互连的键合线模型,将键合线的寄生电感融入了上变频放大模块电路设计中,显著提高键合线互连电路的频率响应。采用多芯片组装工艺制作了高性能的变频放大模块,实现了在Ka波段输出功率＞于30.6 dBm,全温范围功率波动＜0.8 dB,全温检波电压指示波动＜0.2 V,测试结果与仿真结果一致。     

Ka频段抗干扰卫星通信系统地球站射频单元研究

主要探讨Ka频段抗干扰卫星通信系统地球站射频单元的几项关键性技术，首先，简介Ka频段抗干扰卫星通信系统的特点及国内外Ka频段射频技术研究现状和发展方向，进而讨论一种Ka频段抗干扰卫星通信地球站射频单元的主要研究内容和主要电性能指标，最后给出其几项关键技术的解决方法。     

一种捷变变频链路的设计与实现

阐述运用高频本振（20GHz、21GHz、22GHz、23GHz）与捷变中频（3～4GHz）混频得到16～20GHz作为第二级变频的本振信号，再与高频信号16GHz混频，混频输出10MHz～4GHz，经过匹配放大输出功率±3dBm范围内，谐波小于30dBc，非谐波小于60dBc,10MHz～4GHz频段内任意频段跳变时间小于100ns，得益于ADS仿真软件，完成链路仿真和多次混频交调杂散分析，预估混频输出功率和交调信号大小，正向指导射频链路增益和滤波器设计。     

1.5GHz直接调制数字微波发信机

本文介绍用于１．５ＧＨＺ－点多址数字通信系统中的发信机。利用分谐波混频线性调相技术，实现了在微波频段直接线性调相，降低了系统复杂性。     

基于平面肖特基二极管的毫米波固定调节式谐波混频器

基于GaAs肖特基势垒二极管,研制出了两个不同波段的谐波混频器。在场仿真软件中,二极管的非线性结采用lumped端口来模拟,通过场分析方法分析二极管各端口的阻抗。谐波混频电路被分成不同部分来单独优化设计,基于优化设计的各独立电路,建立谐波混频器的整体场仿真模型,通过提取相应的S参数文件分析混频器的变频损耗。150GHz 谐波混频器测得最低变频损耗10.7dB,在135-165GHz变频损耗典型值为12.5dB。180GHz 谐波混频器测得最低变频损耗5.8dB,在165-200GHz变频损耗典型值为13.5dB,在210-240GHz变频损耗典型值为11.5dB。     

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.     

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.     

一种使用一维电磁带隙结构的高性能Ka频段四次谐波混频器

介绍了一种全集成微带四次谐波混频器,该混频器采用了一种新型电磁带隙结构,可获得很低的变频损耗指标.阐述了一般的谐波混频理论,并用谐波平衡软件对整个电路进行优化仿真.实测得到射频在34~36GHz的频带内,固定中频为100MHz,该混频器最小变频损耗7.67dB,最大变频损耗<10dB.     

太赫兹宽带分谐波混频器设计

太赫兹分谐波混频器的变频损耗、噪声系数等指标与基波混频器相近,且本振频率为射频频率的一半,大大 降低了本振源的设计难度和制作成本,是高性能太赫兹接收前端的关键部件。本文介绍了一种覆盖全波导带宽的太赫 兹宽带分谐波混频器的设计,对电路中射频波导至悬置带线过渡结构和本振中频双工器进行仿真和优化设计。并以 0.14~0.22THz 分谐波混频器为例进行设计和制作,测试结果表明0.14 ~0.22THz 分谐波混频器在全波导频段内最大变频 损耗低于15dB,中频3dB 带宽大于20GHz。     

太赫兹宽带分谐波混频器设计

太赫兹分谐波混频器的变频损耗、噪声系数等指标与基波混频器相近,且本振频率为射频频率的一半,大大降低了本振源的设计难度和制作成本,是高性能太赫兹接收前端的关键部件。本文介绍了一种覆盖全波导带宽的太赫兹宽带分谐波混频器的设计,对电路中射频波导至悬置带线过渡结构和本振中频双工器进行仿真和优化设计。并以0.14~0.22THz分谐波混频器为例进行设计和制作,测试结果表明0.14~0.22THz分谐波混频器在全波导频段内最大变频损耗低于15d B,中频3d B带宽大于20GHz。     

一种宽带Ka频段上变频模块的设计与实现

为了满足系统对工作频段宽带化的需求,设计了一种宽带Ka频段上变频模块,其功能是将C频段信号(2.0～4.0 GHz)上变频到Ka频段信号(25.0～27.0 GHz,29.0～31.0 GHz)。通过合理的链路频率配置和电平分配,减小了混频非线性导致的组合频率干扰,输出杂散降低到-60 d Bc。运用MMIC-1对本振输出信号进行二次、三次倍频。根据倍数次数不同,运用2组滤波器进行分段滤波来消除谐波杂散。测试结果表明,输出信号在100 k Hz处的相位噪声指标优于-100 d Bc/Hz。