3mm分谐波混频器设计

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1、l绪论硕士论文作用距离，也就是尽可能的减少接收机内部的噪声，这一点是提高整机灵敏度最重要的部分【31。因此采用此方法是无论在经济方面还是效率方面都是最好的措施，所以，经历了对混频器的各种理论探讨与重要的实验。不过由于相对滞后的微波半导体器件的发展，阻碍了混频器前进的脚步。伴随着DDS(即频率合成技术)的改进，混频器已经开始大量的应用在在超外差接收机的前端，以及倍频器、分频器中。双平衡混频器还可用作鉴相器用于锁相技术中。国外已有专门生产各种混频器的专业工厂，可根据用户提出的具体指标，在一定时间内提供合格的产品。在1955年以后的几年里，随着外延单晶生长技术和晶体管技术的提高，这

2、给混频器的设计制作提供了重要的物质条件。1970年以后，借助于表面势垒二极管与隧道二极管，对混频器的研究得以大步的前进。混频器的理论随着混频器研究的技术的发展，也得到了长足的进步。由仅仅依靠用幂级数法，贝塞尔函数法分析小信号对非线性器件的作用，发展到开始用开关函数法分析大信号对非线性器件的作用，拉近了理论和实践的距离。当前，开始采用更加直观、清晰的信号流图法分析混频器原理。近几年以来，电路的单片化与小型化以及集成化的发展加之半导体技术的进步，大量与毫米波谐波混频器设计相关的报道涌现在国内外的期刊中。单片集成的形式是国外多采用的方式，而且取得了优良的性能。国内开始研究的时间较晚

3、，大约在八十年代，多是混合集成的毫米波混频器形式。在国外，1985年以后，毫米波混频器的研究速度呈现出飞跃式的发展，主要有波导混频器、鳍线混频器、悬置微带线混频器等多种混频器的设计种类。1983年，R．S．Tahim，GM．Hayashibara等人设计了W波段鳍线平衡混频器，射频信号从76～108GHz，变频损耗仅为8～12dB【4J。1996年，SanjayRamanhe和GabrielM．Rebeiz设计的94GHz单面亚谐波混频器，在射频85～95GHz时，变频损耗低于10dB，最优处约为7dB，总电路的尺寸(不包括探针过渡部分)，仅为0．8mmxl．5mm[5

4、。1

5、998年，C．Verver,T．Lan．eve等用反向并联二极管对研制的60GHz分谐波混频器达到l3dB的变频损耗【6J，2001年，MasayukiKimishima，TsuyoshiAtaka等人设计的一组包括U波段，V波段和W波段的电阻混频器，其中在射频42～56GHz时，变频损耗低于12dB，在射频56～82GHz时，变频损耗低于13dB，在射频72～84GHz时，变频损耗低于lldB，最优处低于10dB[¨。2002年，Yuh．JingHwang，Chun．HsienLien等人设计的78～114GHz单片分谐波高电子迁移速率晶体二极管混频器在射频75～110GH

6、z时，变频损耗小于15dB，最好的变频损耗能达到9．5dB[81。2005年，由Mun．KyoLee等人设计的一款可以在低本振功率下工作的鳍线一共面线平衡混频器，在本振功率的大小为6dBm时，fRF为92．9GHz，Ao为94．3GHz时，测得变频损耗低于10dB，且本振射频两端口有很好的隔离度一j。同样是2005年，2硕士论文3mm分谐波混频器设计J．Schilrl，S．Biber等人设计的600GHz采用分块技术的GaAs肖特基二极管混频器，经测试变频损耗仅仅为9～14dB【l⋯，2006年，DanAn，Sung-ChanKim，Jung-DongPark，Mun．Kyo

7、Lee，Hyun．ChangPark，研制的一种采用微机械环形耦合器的新型高电子迁移率晶体管的电阻性混频器，尺寸为1．9x1．8mm2，经测试在射频频率93～95GHz的范围内，射频与本振端口的隔离度约为29dB，在射频频率为94GHz处测得最优变频损耗为8．9dB[11J。2007年，InigoEderm,LuisAzcona,ByronE．J．Alderman等人设计的应用EBG技术的250GHz谐波混频器，所需本振功率仅为5-6mW，最优变频损耗能达到11．5dB[12J。2011年，TomaszWaliwander,MichaelCrowley,MartinFehil

8、ly等人制作的亚毫米波183GHz和366GHz的MMIC膜的分谐波混频器，经测试180GHz的分谐波混频器在射频频率170～192GHz时，变频损耗小于6dB，366GHz的分谐波混频器在射频频率320-385GHz时，变频损耗小于9．5dB[13J。在国内，2002年，电子科技大学的赵霞、徐军等人设计了Ka频段微带四次谐波混频器，当射频在34．2～35．2GHz变动，本振在8．525～8．775GHz变动，中频固定在100MHz时，得到的最小变频损耗为8．5dB[14J。2006年，电子科技大学樊芳