毫米波宽带谐波混频器

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：鱼鱼日期：2卯矿年争月2可日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

2、检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)弛自锄新躲料日期：加寥年牟7月毋日第一章绪论1．1毫米波及其特点毫米波是波长介于1～10mm的电磁波谱，对应频率范围300---30GHz。从频率来看，毫米波低端与微波衔接，高端与红外、光波相连，所以毫米波逐渐发展成为--I'-J集微波、光学两门学科知识的综合性分支学科。其特点是波束窄、保密和抗干扰能力强、容量大、容易实现图像、数字兼容，数模兼容。所以，毫米波已广泛应用于通信、雷达、制导、遥感、频谱学及生物效应等多种领域[1-2]。毫米波半导体器件及平面传输线构成的毫米波集成电路以其

3、小型化、重量轻、耗能少的优点，与毫米波技术的进步而迅速发展。随着计算机技术的广泛运用及半导体技术的飞速发展，微波毫米波电路在理论上有了长足的进步，性能优良的微波毫米波器件也不断出现pJ。毫米波在工程中呈现出以下一系列的优点。A．波长短的优点：a．使部件尺寸缩小，系统结构紧凑，这对飞机、导弹和卫星设备特别重要。b．在同样尺寸的天线下可产生更窄的波束宽度。从而提高目标跟踪和鉴别的分辨率和精度；降低地面多径效应和杂乱回波水平，提高跟踪低仰角目标的能力；消除来自波束的干扰；提高天线的增益，降低对发射机峰值和平均功率的要求；增强探测和定位小目标(电线和小火箭)的能力。作为窄波束宽度的例子，

4、可以举出12era直径天线，10GHz时的波束宽度为18。，而在94GHz时为1．8。。B．工作频段宽的优点：a．可以提高信息传输速率。在雷达系统中可以用窄带和宽带调频信号来研究目标的精细特性；在通信系统中可以提高数据率。b．可以利用宽带广谱能力来抑制多径效应和杂乱回波。有大量频率可供使用，有效的消除相互干扰。C．提高精密跟踪雷达和目标识别雷达的距离分辨力，增加辐射计的灵敏度。d．在目标径向速度下可以获得较大的多谱勒频移，从而提高对低速运动物体或振动物体的探测和识别能力。C．与大气环境有选择性相互作用的优点：电子科技火学硕七!学位论文a．在大气传播窗里，毫米波的衰减低于红外线与光

5、波。b．在烟雾灰尘和战场污染环境中，毫米波的衰减比红外线和光波低。c．在大气传播窗口旁边的吸收峰，为选频安全工作，防止来自远处的干扰提供了条件。随着信息时代的到来，微波频段日益拥挤，再加上发展精确制导武器系统的要求，鉴于以上优点，毫米波技术的发展将十分迅速。1．2混频器的介绍混频器是超外差接收机中的关键部件，它性能的优劣直接关系到整个系统工作的好坏。为减小接收系统的体积并提高其性能，现代雷达与制导、电子对抗、通信、射电天文、遥感遥测系统的工作频率已逐步扩展到毫米波频段。由此也对毫米波混频器的性能提出了越来越高的要求，研究低成本、高性能的毫米波混频器便成为一个非常重要的课题。混频器

6、是由一个用于耦合本地振荡器的输入电路、耦合信号的输入电路和中频信号的输出电路，且包含一个或多个非线性器件的网络组成。它的作用是将信号由一个频率变换到另一个频率，以便于对信号进行处理。按使用的非线性器件不同，大体上分为两类【4】：(1)采用有源器件晶体管或场效应管作为非线性器件，也称作三端器件混频器。其最大的优点是变频损耗小。其缺点是电路复杂，需要直流偏置，另外设计理论也比较复杂。(2)采用无源器件二极管作为非线性器件。在微波毫米波频段，都采用肖特基势垒二极管。其优点是电路简单、设计容易、便于集成、工作稳定，而且性能好。因此是目前主要的微波混频器，但这种混频器有一定的变频损耗。由几

7、个二极管组成的电阻性混频器，其工作频带可作得很宽，达几个甚至几十个倍频程。按电路结构形式分，可将混频器分为两大类：一类是采用一个混频管的，称单端混频器，另一类是用两个或四个相同特性的混频器组成平衡或环行电路的，称为平衡或环行混频器。单端混频器电路结构简单，但其性能较差。平衡混频器又可分为单平衡混频器和双平衡混频器两种，它们具有噪声小、灵敏度高、抗干扰能力强及频带宽等优点。从目前广泛应用的微带电路来看，单端混频器和单平衡混频器较容易实现。一般来讲，我们可以利用本振频率基波或者其高次