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毫米波三倍频器的研究

作　者: 毛伟
导　师: 喻梦霞
学　校: 电子科技大学
专　业: 无线电物理
关键词: 毫米波三倍频器谐波平衡法倍频效率
分类号: TN771
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 130次
引　用: 2次
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内容摘要

亚毫米波在电磁波频谱中处于红外线与毫米波之间非常重要的位置,因此在学术上有很重要的研究价值。随着系统工作频率的不断升高,系统对毫米波、亚毫米波固态源的需求不断增加,而倍频器是获得毫米波、亚毫米波源的最有效方式,所以进行毫米波、亚毫米波倍频器的研究对通信、雷达、医疗、环境监测、物理成像等领域都具有重要意义。本文首先对W波段三倍频器进行了设计、制作和测试。采用两个GaAs肖特基势垒二极管反向并联的结构实现三次倍频的方案,这种平衡倍频电路结构能够将输入频率的偶次谐波抵消掉,从而大大降低电路中的杂波量。本文运用ADS软件建立二极管对模型并且进行匹配电路的设计,运用HFSS软件对W波段三倍频器的滤波电路和过渡转换电路进行了仿真设计,然后把S参数仿真结果导入到ADS软件中,采用谐波平衡法对W波段三倍频器的整体电路进行仿真和优化以获得最大倍频效率。测试结果显示,在87GHz~98GHz频率范围内输出功率为-7.5dBm~-11.8dBm。本文在对毫米波三倍频器研制的基础上,进一步对180GHz三倍频器进行了研究。180GHz三倍频器采用了一种低损耗的新型材料—氟晶云母作为微带电路的介质基片,采用两个二极管反向并联的电路结构,通过HFSS和ADS软件的联合仿真和优化获得最大倍频效率,仿真结果显示在180GHz可以获得最大的输出功率6.85dBm。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 毫米波和亚毫米波的特点  8-9
  1.2 毫米波、亚毫米波源的获得  9
  1.3 国内外发展动态  9-11
  1.4 论文内容概述  11-12
第二章倍频器设计基础  12-19
  2.1 微带传输线基础  12-15
    2.1.1 微带传输线概述  12
    2.1.2 微带线的传输特性  12-15
  2.2 倍频器基本理论  15
  2.3 谐波平衡法  15-19
第三章毫米波三倍频器的设计  19-37
  3.1 平衡倍频电路设计原理  19-21
  3.2 毫米波倍频器的研制方案和设计框图  21-22
  3.3 二极管的选择和模型建立  22-24
  3.4 匹配电路的设计  24-28
  3.5 滤波电路的设计  28-31
    3.5.1 低通滤波器的设计  28-29
    3.5.2 输出滤波器的设计  29-31
  3.6 微带-波导过渡设计  31-34
    3.6.1 理论基础  31-32
    3.6.2 仿真结果  32-34
  3.7 毫米波三倍频器的整体优化  34-37
第四章毫米波三倍频器的测试  37-44
  4.1 毫米波三倍频器的加工和装配  37-38
  4.2 毫米波三倍频器的测试  38-42
    4.2.1 功率放大器的测试  38-39
    4.2.2 毫米波三倍频器的测试  39-42
  4.3 实验结果分析与改进建议  42-44
第五章 180GHz 三倍频器的设计  44-59
  5.1 180GHz 倍频器的研制方案和设计框图  44-46
    5.1.1 设计方案和基片选择  44-45
    5.1.2 设计框图  45-46
  5.2 阻抗匹配设计  46-48
  5.3 滤波电路的设计  48-54
    5.3.1 低通滤波器的设计  48-50
    5.3.2 输出带通滤波器的设计  50-54
  5.4 180GHz 倍频器微带-波导过渡设计  54-56
  5.5 180GHz 三倍频器整体优化  56-59
第六章结论  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-63
攻硕期间取得的研究成果  63-64

毫米波三倍频器的研究

内容摘要

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