张卫东[1]2004年在《Ka波段宽带四倍频器的设计》文中研究表明本文设计了输入为SMA接头、输出为WR28波导、倍频-放大-倍频结构的Ka波段的宽带四倍频器。该倍频器主要由13—20Ghz宽带二倍频器、宽带放大器和Ka波段宽带二倍频器叁部分组成。 串并联和混合连接的非线性器件的特有的非线性理论为本课题提供了理论依据。前级二倍频器采用结构新颖的双边耦合微带Marchand巴伦和串联肖特基二极管对实现；放大器采用MMIC实现；后级倍频采用悬置微带低通滤波器、共面波导阻抗变换器、混合连接肖特基二极管对和鳍线匹配电路最后波导输出的结构实现。设计过程主要利用Ansoft公司的Serenade，HFSS进行仿真优化。 测试结果表明，前级倍频器在带内变频损耗小于13dB，谐波抑制大于15dB，宽带放大器增益大于14dB，基本达到设计要求，只对后级倍频的电路进行了理论分析设计和软件仿真。
周勇[2]2003年在《宽带毫米波四倍频器组件》文中研究说明本文介绍了一种宽带毫米波四倍频组件的研制方法。该倍频组件采用二倍频器-放大器-二倍频器的结构来实现。其中，Ku波段二倍频器采用了结构新颖的平面耦合微带线巴伦；Ka波段二倍频器也采用平面结构。结果表明，该倍频器在带内变频损耗小于15dB，谐波抑制大于10dB，达到了指标要求。
金庭锋[3]2016年在《宽带3mm频率合成信号源的研究》文中进行了进一步梳理近年来,毫米波及其应用技术发展迅速。毫米波信号源作为整个毫米波系统的核心部分,其性能的好坏直接决定了整个毫米波系统的性能。而倍频器是获得毫米波信号源的最有效方式,因此W波段倍频器应该是宽带3mm频率合成信号源的主要研究内容。本文通过两次倍频方式来实现W波段六倍频器的设计,它将Ku波段信号(12.5～17.5GHz)倍频至W波段(75～105GHz)。该倍频器主要组成部分有Ka波段二倍频器、Ka波段带通滤波器、Ka波段功率放大器、W波段叁倍频器和微带—波导过渡器。W波段叁倍频器的核心非线性器件是DMK2790肖特基二极管,二极管对采用了反向并联的平衡式电路结构,抑制了偶次谐波,提高了输出功率。输入信号经过Ka波段二倍频器产生二次谐波信号,通过Ka波段带通滤波器滤波,接着通过Ka波段功率放大器放大二次谐波,然后在输入匹配电路端激励肖特基二极管对。二极管对产生的叁次谐波信号经过输出匹配电路,再通过微带—波导过渡器,最后由WR-10标准矩形波导输出。在仿真环节中,运用AgilentADS和Ansoft HFSS软件优化了各个电路设计。从W波段叁倍频器模块的仿真结果可以看出,当输入信号(25～35GHz)功率为+20dBm时,输出信号(75～105GHz)平均功率大于+3dBm,平坦度小于1.2dB。整个W波段六倍频器的实物尺寸为42mm*14mm*16mm,体积小,并实现了一体化设计。整个六倍频器的测试结果显示,当输入信号(12.5～17.5GHz)功率为+5dBm时,输出信号(75～105GHz)功率都在-4.6dBm以上,最大输出功率为+2.6dBm。其中75～82GHz和92～99GHz内,输出功率大于OdBm,可以作为毫米波前端的本振源。
彭文峰[4]2003年在《Ka波段宽带四倍频器的研制》文中研究说明介绍了一种Ka波段宽带四倍频器的研制方法。为了实现宽带、低插入损耗的要求,该倍频组件采用二倍频器-放大器-二倍频器的结构,即在两级倍频器之间插入一级宽带驱动放大器,而Ku波段和Ka波段的二倍频器分别采用了结构新颖的平面耦合微带线巴伦倍频器和平面毫米波倍频器。
税兰英[5]2007年在《Q波段宽带四倍频器的研制》文中指出低成本、小型化、高性能的Q波段倍频源目前在国内还未见相关报道，具有很高的工程应用价值。本论文中的Q波段宽带四倍频器采用两次二倍频来实现，输入为SMA接头，输出为BJ-400波导。整个倍频器主要由两级宽带二倍频器、宽带带通滤波器、毫米波放大器、微带—波导转换五部分组成。本文重点分析了肖特基势垒二极管偶次倍频原理、FET倍频原理和谐波平衡法，并根据倍频器的设计理论，建立了电路拓扑结构，再利用谐波平衡分析法对具体倍频电路进行仿真优化，设计了毫米波平衡式无源二倍频器和Q波段宽带有源四倍频器。分别阐述了其设计思路和实现方式，最后对整体电路进行了结构设计和加工，并对设计结构进行了指标测试，提出了下一步改进意见。研制过程中，主要攻克了以下技术难点：(1)、宽带技术：课题相对带宽超过40％，本设计从方案确定、器件选择等方面都从宽带技术角度考虑，以保证整个电路结构的宽带特性，使器件在全频段内都能满足指标要求。(2)、小型化技术：指标给定的外形尺寸很小，采用单层电路很难实现，需采用上下分腔的立体结构，合理利用有限的腔体空间，在满足电性能情况下达到指标尺寸要求。(3)、较高的谐波抑制度：采用有较高加工精度的薄膜工艺研制了一个宽带、小尺寸、对谐波抑制性能好的宽带滤波器以滤除电路中谐波。测试结果表明：在整个Q波段四倍频器的输出功率：≥10.5dBm，谐波抑制：≥31.6dBc；腔体尺寸：≤59.5×22.6×8.6mm~3；重量：≤120g，所有指标均优于设计要求，性能已达到国内先进水平。该Q波段四倍频器具有频带宽、体积小、输出功率高、谐波抑制度大和环境要求高等特点。该四倍频器可广泛应用于发射机、频率合成器、接收机本振源等各种电子设备中，具有较高的工程应用价值。
李磊[6]2013年在《Ka波段倍频器的研制》文中研究表明倍频器是微波、毫米波通信系统的重要组成部分，如何实现高效率、低损耗和高谐波抑制度的微波、毫米波倍频源，无论在军用或者是民用上，都是一个值得研究的课题。针对这些要求，本文介绍了倍频器的基本理论与分析方法。在分析了不同倍频电路的特点、差异与优缺点之后，选择了最佳的电路结构进行仿真设计，并得到了良好的实测结果。本文分别采用有源倍频与无源倍频的方式实现倍频。结合ADS和HFSS软件，完成了Ka波段二极管无源倍频器和K波段FET有源倍频器的仿真设计。Ka波段无源倍频器采用了平衡与单管两种结构来实现，倍频器件均采用肖特基势垒二极管DMK2790。平衡结构倍频器由匹配电路，输入低通滤波器与输出小型化新型带通滤波器叁部分构成。通过加工测试，结果表明：在输入功率为10dBm的情况下，倍频损耗最小，为8.65dB，谐波抑制度大于20dBc。单管结构倍频器由不同的匹配电路，输入低通滤波器与输出带通滤波器叁部分构成。通过加工测试，结果表明：在输入功率为10dBm情况下，倍频损耗最小，为7.77dB，谐波抑制度大于20dBc。测试数据达到设计指标要求，并且与仿真结果基本吻合。在实测结果的基础上，将平衡结构与单管结构实测值之间进行对比。通过对比：平衡结构的谐波抑制度优于单管结构，但平衡度不好掌握，容易造成倍频损耗增大。K波段FET有源倍频器分为倍频部分与缓冲放大部分，倍频器件采用GaAsFET管NE3514S02。倍频部分电路与缓冲放大电路均由不同的匹配电路、偏置电路与滤波电路组成。通过加工测试，结果表明：在输入功率为3dBm左右，倍频增益达到最大。在指标要求输入功率为8dBm处，输出功率达到12dBm以上，谐波抑制度大于20dBc，满足设计指标要求，并且与仿真结果基本吻合。本文采用的是微带电路，基片采用Rogers RT/Duriod5880研制了两种倍频器，基本达到了小型化，成本低，效率高的目的。
关华平[7]2007年在《Ka全频段四倍频器的研制》文中提出本文介绍了宽带倍频技术，包含非线性器件的非线性特性、倍频器的谐波平衡分析方法、单平衡结构电路的倍频原理、巴伦的常见种类和特点等。在此基础上研制了Ka全频段四倍频器，该四倍频器由两个二倍频器级联实现。在输入端，6.625～10GHz的信号经过第一级二倍频器倍到13.25～20GHz，然后通过滤波放大电路以进一步抑制第一级二倍频器输出的基波和奇次谐波成分，并放大二次谐波功率。此后，信号再次经过二倍频后输出Ka全频段的宽带信号。为了更好地抑制不需要的基波和叁次谐波，扩展带宽，两级倍频器均采用平衡电路结构。综合考虑各级二倍频器的频率、性能和尺寸大小，本文选择传统的Marchand巴伦设计了第一级二倍频器，第二级二倍频器则采用具有较好性能的鳍线倍频。本文在研制过程中，先后对所采用的两种结构的倍频电路进行了实验，以确认其结构的可行性。在设计过程中，利用系统仿真工具ADS和场仿真工具CST、HFSS等对局部电路进行了仿真和优化，在仿真结果良好的情况下制作了该四倍频器实物电路。最后的测试结果和预期目标比较吻合，在输入功率为10dBm时，测得四倍频器的输出功率≥5dBm，谐波抑制度在30dBc以上。最后，本文还对第一级二倍频器所采用的Marchand巴伦进行了改进，并在此基础上制作了二倍频器的实验电路，该电路的测试结果表明，由这种改进后的巴伦制作的二倍频器在倍频损耗上有所改善，并且具有更小的电路尺寸。
邱小川[8]2014年在《V波段倍频器的设计》文中进行了进一步梳理毫米波系统已经取得了广泛的应用,主要应用在毫米波通信、毫米波雷达、毫米波辐射计和毫米波医学治疗等。在毫米波系统中,本振源是其核心的一部分,高品质的本振源是毫米波系统优良性能的保证,而倍频器是获得毫米波本振源的最有效方式。本文对V波段四倍频器进行了设计和研究。我们使用两次倍频方案来完成此倍频器的设计,倍频器主要组成部分有Ka波段MMIC倍频器、Ka波段带通滤波器、V波段变容二极管倍频器和微带-波导过渡器。该四倍频器的核心非线性器件是变容二极管,整个电路采用微带实现。输入信号通过Ka波段MMIC倍频器产生二倍频信号,通过Ka波段带通滤波器滤波后,然后在输入匹配电路端激励变容二极管。二极管产生的二次谐波信号经过输出匹配电路,由WR-15标准矩形波导输出。在整个设计过程中,充分利用了微波电路计算机辅助设计软件Agilent ADS和Ansoft HFSS对电路进行设计和优化。根据仿真优化结果,当V波段四倍频器在14.75GHz-15.75GHz范围内输入功率为7.5dBm时,59～63GHz的工作频带内输出功率大于10dBm。
王志刚[9]2010年在《微波毫米波前端中的LTCC技术研究》文中认为近些年发展起来的低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic)技术,即LTCC技术,是MCM-C中的一种最有发展前途的技术,因其在微波毫米波频段表现出优异的性能,已经成为微波毫米波高密度集成技术研究发展的热点。本文针对基于LTCC技术的微波毫米波前端设计过程中的部分关键问题展开研究,取得了一些有益的成果。主要的研究工作如下:1.毫米波波导-微带过渡:由于LTCC工艺的限制,不规则基板加工困难,传统的波导-微带过渡结构不适用于LTCC技术。因此,基于LTCC的特点,本文提出了多种矩形波导-微带过渡结构,主要包括基于SIR开槽的八毫米波波导-微带过渡结构、基于E面探针的叁毫米波波导-微带过渡结构和基于介质集成波导的叁毫米波波导-微带过渡结构,并且进行加工测试,均获得了比较理想的性能。2.微波毫米波带通滤波器:利用LTCC的多层结构,可以设计出性能优异、结构新颖的微波毫米波滤波器。本文提出了U型SIR和折迭型SIR带通滤波器两种结构。基于介质集成折迭波导,本文提出了多种多层带通滤波器结构,包括基于H面膜片、H面狭槽、H面膜片和狭槽、以及基于双H面膜片的SIFW带通滤波器结构。本文提出了一种新型的传输结构,即半模介质集成折迭波导。基于这种HMSIFW传输结构,提出了一种基于H面膜片和狭槽的带通滤波器结构,实验证明了滤波器结构的可行性。3.微波数字移相器:本文采用传统的单层介质材料对Ku波段六位数字移相器进行了设计,获得了良好的实验结果。在此基础上,提出了一种新型带加载的开关线型移相器结构,该结构可以实现宽带非色散移相器。采用这种结构,实现了基于LTCC技术的X波段四位数字移相器,获得了较好的实验结果。4.毫米波宽带开关滤波组件:本文提出了一种新型叁线带通滤波器结构,利用该结构和传统的E面膜片带通滤波器结构分别实现了覆盖Ka波段的四路开关滤波组件和两路开关滤波组件,获得了良好的实验结果。在此基础上,设计完成了基于LTCC技术的18-40GHz的五路开关滤波组件。5.LTCC前端集成设计:LTCC的一个优势是在单个多层介质基板上实现高密度系统集成。本文设计了一个X波段两次变频接收前端和一个Ka波段收发前端,并进行了布局分析和加工测试,获得了较好的实验结果。
邓雄[10]2013年在《Ka波段宽带FDD/TDD数字微波通信系统前端研究与实现》文中提出电磁频谱作为资源之一，近年来人类对其应用的探索研究进一步扩展，毫无疑问人类将对整个电磁频谱进行“占领”并各尽其用，让丰富而稀有的频谱资源服务于人类社会。毫米波在带宽、辐射、传播、接收、系统集成及应用等方面显示出巨大优势，20世纪70年代，国际电信联盟(ITU)世界无线电大会就对通信业务使用的30GHz至70GHz毫米波频段进行了划分和分配。当前社会信息化进程加快，电磁频谱开发利用显得更加迫切和必要，毫米波甚至太赫兹已经成为国际社会一个重要的研究领域，这必将使得毫米波通信技术的发展加速。结合近年毫米波集成电路和无线通信数据业务的发展，本文介绍了一种同时实现32GHz、38GHz频段上FDD/TDD通信制式的信道化数字微波通信系统设计与实现。该系统采用两次变频的超外差接收及二次变频发射方案，毫米波前端包含发射与接收部分，其中发射部分把中频信号上变频到Ka频段，接收模块把Ka频段的信号变频至L波段，同时要求两个模块具有较高的隔离。该毫米波前端实现宽带通信的同时，还具有两个倍频链用于实现毫米波通信系统中的波道选择，且该本振倍频链对杂散抑制和相位噪声要求很高。本文详细研究了适用于本系统的波道划分、系统设计与仿真、毫米波关键器件设计与选择、腔体设计、测试电源设计等。通过实验测试，通信系统收发链路动态范围各30dB，接收机噪声系数6dB以下，中频带宽22MHz，灵敏度-85dBm@SNR10dB以下，发射功率达15.4dBm，发射邻道抑制40dBc，能实现200m-5km范围内的无线通信。该系统可用于本地多点分布式业务（LMDS）通信系统或其他宽带数字微波通信系统，可采用自适应调制方式实现QPSK、4QAM、16QAM、32QAM、64QAM调制等。
参考文献：
[1]. Ka波段宽带四倍频器的设计[D]. 张卫东. 南京理工大学. 2004
[2]. 宽带毫米波四倍频器组件[D]. 周勇. 南京理工大学. 2003
[3]. 宽带3mm频率合成信号源的研究[D]. 金庭锋. 南京理工大学. 2016
[4]. Ka波段宽带四倍频器的研制[J]. 彭文峰. 电子工程师. 2003
[5]. Q波段宽带四倍频器的研制[D]. 税兰英. 电子科技大学. 2007
[6]. Ka波段倍频器的研制[D]. 李磊. 电子科技大学. 2013
[7]. Ka全频段四倍频器的研制[D]. 关华平. 电子科技大学. 2007
[8]. V波段倍频器的设计[D]. 邱小川. 南京理工大学. 2014
[9]. 微波毫米波前端中的LTCC技术研究[D]. 王志刚. 电子科技大学. 2010
[10]. Ka波段宽带FDD/TDD数字微波通信系统前端研究与实现[D]. 邓雄. 电子科技大学. 2013
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