Ka频段微带四次谐波混频器

《Ka频段微带四次谐波混频器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第1期电子科技大学学报Vol.32No.12003年2月JournalofUESTofChinaFeb.2003*Ka频段微带四次谐波混频器**赵霞徐军薛良金(电子科技大学物理电子学院成都610054)【摘要】介绍了一种Ka频段的微带四次谐波混频器的混频原理和设计方法。该混频器主要由波导-微带过渡，输入、输出滤波器以及匹配网络和反向并联混频二极管对组成。根据计算机辅助设计软件的仿真结果，在介电常数为2.22，厚度为0.254mm的RF-Duroid5880介质基片上制作了电路。当射频频率为34.2~35.2GHz，本振

2、频率为8.525~8.775GHz，中频频率为100MHz时，测得的变频损耗小于10.5dB，其中最佳值为8.5dB。关键词Ka频段;微带集成电路;谐波混频器;变频损耗;反向并联混频二极管对中图分类号TN773文献标识码AKaBandMicrostrip4thHarmonicMixerZhaoXiaXuJunXueLiangjin(CollegeofPhysicalElectronics,UESTofChinaChengdu610054)thAbstractThispaperintroducesthemixedtheoryan

3、ddesignmethodofamicrostrip4harmonicmixerworkedatKaband.Themixermainlyconsistsofawaveguide-to-microstriptransition,inputandoutputfilters,matchingnetworksandanantiparalleldiodepair.Accordingtothesimulationresultofcomputeraideddesignsoftware,theintegratedcircuitisfabri

4、catedusingRF-Duroid5880with0.254mmthickanddielectricconstanterof2.22.Theconversionlossof8.5dBto10.5dBisachivedwiththeIFfixedat100MHz,theRFrangedfrom34.2GHzto35.2GHzandtheLOrangedfrom8.525GHzto8.775GHzinmeasurement.KeywordsKaband;microstripintegratedcircuit;harmonicm

5、ixer;conversionloss;antiparalleldiodepair毫米波混频器是毫米波通信、雷达、电子对抗等系统中及很多毫米波测量设备中不可缺少的关键部件，其功能是将微弱的毫米波信号变换为易于处理的中频输出信号。对它的主要要求是变频损耗小和噪声低。毫米波频段工作频率很高，虽有性能优越的混频器件，但同频段高性能的本振源实现难，成本高。分谐波混频器要求的本振频率为工作频率(基波频率)的1/2或1/4，从而克服了直接采用毫米波本振源带来的困难，降低了射频接收机的技术难度，减少了系统成本。因此，分谐波混频器在毫米波系统

6、领域有着广泛的应用价值。本文介绍一种工作在Ka频段的集成四次谐波混频器。电路采用微带结构，它具有设计简单，制作容易，体积小，质量轻，安装方便等诸多优点。电路性能的改进可通过技术设计，并考虑重要闲频信号的回收而获得。1分谐波混频的基本原理分谐波混频器至少需用两个混频二极管，并且将两个混频二极管反极性相并联，组成一个混频二极管2002年7月26日收稿*国防科技重点实验室基金资助项目**女24岁硕士生主要从事毫米波电路方面的研究第1期赵霞等:Ka频段微带四次谐波混频器15对才能完成分谐波混频。分谐波混频法主要是利用混频管的非线性特性

7、直接实现本振的n(n=2，4)次谐波与射频信号混频，然后通过输出滤波器选出所需信号。分谐波混频器原理电路如图1所示。首先考虑在管对上只加大信号本振的情况。由于两个混频管的基波电流反相，则通过两个二极管的总电流i=i+i是奇函数，其傅里叶展开式中不含偶次项；混频电导g=di/dv是偶函数，其傅里叶展开式中12没有奇次项。然后在已加本振的混频管对上，再加一个小的信号，混频电流展开式中将出现2wLO±wS，[1]4wLO±wS,⋯等谐波分量。因此归纳出如下管对混频特性：1)外部电流只含有偶次本振谐波混频项，而且幅度比单管的增大一倍。

8、2)奇次本振谐波混频项仅存在于管对环路内部，因此电路中的输出干扰频率减少，从而可减小变频损耗。3)外部电流中无直流分量，因此对管对来说，混频器无需设置直流通路。这样可使电路结构简化。4)减少噪声。这是因为混频时，根本没有基波混频输出，因此本振引入噪声仅在2wLO±wIF(wI