w波段正交混频器与其应用-研究

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1、万方数据东南大学硕士学位论文试系统对其性能参数进行了测试与分析。实测结果为，当固定本振频率为95GHz，中频在0～7GHz范围内，变频损耗小于10dB；固定射频信号频率为96GHz，中频在0～15GHz范围内，变频损耗亦小于10dB；当保持中频100MHz，射频信号作为本振的上边带和下边带两种情况下的变频损耗变化很小，在81．5～98．5GHz频率范围内，变频损耗为7．5±1．5dB。最佳本振功率>14dBm，ldB压缩点>4dBm；在90～100GHz频段内本振到射频端的隔离度典型值为15dB。本文所研制的w波段单平衡混频器的变频

2、损耗、本振与射频端口间隔离度等主要性能指标与当前国外同类产品相当，中频带宽有明显优势。4、将上述波导3dB正交耦合器、3dB功分器和两个对称的单平衡混频器按照所设计方案组合起来，构成了一套w波段正交混频器组件实验样品。功分器的公共输入端为正交混频器组件的本振信号输入端，其输入总功率要求达到两个平衡混频器的本振电平要求；正交耦合器的输入端为正交混频器组件射频信号输入端，直通端和耦合端输出信号相位正交，分别与两个平衡混频器的射频输入端相接。利用W波段有源六倍频器、无源三倍频器和中等功率放大器及10dB定向耦合器等波导元件，构建了w波段I

3、／Q混频器组件的测试系统，对其变频损耗、I／Q中频信号的正交性等性能进行了测试。实测结果表明，在射频90～97GHz范围内，正交混频器组件I与Q两路变频损耗为10．9±1．3dB，在射频为95GHz，中频100MHz处，用双路示波器测得两路相位差为89。左右，幅度差相对值约为1．0％。5、为了实现结构紧凑、体积小重量轻的w波段I／Q混频器，将波导结构的功分器和正交耦合器用微带结构来实现，并与两个单平衡混频器电路集成在一块基片上，研制成功了集成化的W波段正交混频器。在微带三分支线正交耦合器和全频段宽带功分器仿真设计的基础上，建立了w波

4、段集成正交混频器的整体仿真分析模型。在腔体中采用金属隔离柱增大本振和射频电路之间以及两单平衡混频器之间的隔离度。在完成整体仿真优化设计的基础上，采用混合集成电路工艺加工制作了W波段集成正交混频器。测试结果为：在射频90～97GHz频带内，集成正交混频器I／Q两路变频损耗为11．4±1．4dB，两路中频信号相位正交性良好，在90～105GHz频带内本振与射频端口间隔离度大于22dB。6、镜频抑制是正交混频器的一种重要应用，镜频抑制度(ImageRejectionRatio，IRR)反映了正交混频器I／Q两路中频信号的幅度一致性和相位正

5、交性。本文设计制作了100MHz三分支集总参数正交耦合器，并设计了单频点镜频抑制度调试方案。中频正交耦合器输入端至直通端和耦合端的插入损耗典型值均为4．10dB(含分配损耗)，输出信号相位差为90。±l。，输入端反射系数优于一15dB。分别将组件形式和集成形式的两种正交混频器与中频正交耦合器组合起来构成两种镜频抑制混频器，测试结果为：正交混频器组件构成的镜频抑制混频器在射频90～97GHz范围内镜频抑制度>10dB，典型值为15dB；集成正交混频器构成的镜频抑制混频器在射频90～97GHz频段上，镜频抑制度>11．5dB。关键词：w

6、波段；正交混频器；单平衡混频器：多孔正交耦合器；镜频抑制混频器II万方数据垒!竺望生一AbstractWithabandcoveragerangingfrom75—110GHz，W-bandisanEMfrequencybandwithintheatmosphericabsorptionwindow．Itfeaturesacomparativelywidefrequencybandandahugespectrumresource．ItsnatureofMMWmakesitpossibleforthoserelatedequipmen

7、tstoboastsuchfeaturesassmallsize，lightweight，powerfulant-jammingcapability，hi曲capacityofcommunicationandallweatheroperations，forwhichitwouldfindagreatpotentialapplicationinbothmilitaryandcommercialradarandcommunicationsystems．Millimeterwaveorthogonalmixer(I／Qmixer)Canb

8、eusedinfrequencyconversionandprovidethephaseorthogonalityofintermediatefrequencysignals，SOithasbeenwidelyusedinsuchfr