新闻中心

EEPW首页 > 模拟技术 > 设计应用 > W波段八次谐波混频器设计

W波段八次谐波混频器设计

作者:时间:2014-12-09来源:网络收藏

  1 引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/266580.htm

  混频器是微波通信、射电天文学、雷达、等离子物理、遥控、遥感、电子对抗,以及许多微波测量系统中至关重要的部件。在现代通信系统中,毫米波频段通常采用超外差接收机,混频器作为第一级就成为关键部分。由于在毫米波频段,同频段高性能的本振源成本高,技术难度大,采用谐波混频技术是解决此问题的有效途径,只需射频频率1/2、1/4甚至1/8的本振频率即可实现混频。

  2 原理

  谐波混频主要是利用二极管的非线性得到本振的n(2,4,6……)次谐波和射频混频,再由匹配电路,滤波电路选出所需中频。通常采用反向并联二极管对,它使输出电路中,射频信号只与本振的偶次谐波混频,谐波成分比单管混频减少一半,而幅度却比单管大一倍。奇次本振只在管对内部,输出电路中没有本振的奇次谐波,这样既简化了电路,减少了噪声,同时大大降低了变频损耗。整体电路原理框图如下:

  

 

  图1 谐波混频原理框图

  八次是利用本振的八次谐波与射频信号混频得到中频输出。由于谐波次数较高,电路中需要回收的闲散频率比亚、四次谐波混频器都要多很多,对各滤波匹配结构提出了更加严格的要求。图2是只有反向并联二极管对,没有任何滤波匹配结构时的中频输出端频谱。本振频率12GHz,本振功率12dBm。射频频率94GHz,射频功率-10dBm。中频频率为8*LO-RF=2GHz。

  

 

  图2 无匹配、滤波时中频端频谱

  可见,电路中由二极管非线性产生的谐波分量主要包括:

  1)本振的奇次谐波(m4~m7):36GHz、60GHz、84GHz、108GHz等;

  2)射频与偶次本振混频的谐波(m8~m10):22GHz、46GHz、70GHz等。

  为了回收利用这些谐波分量,降低变频损耗,在反向并联二极管管对左右两边各加上两节短截线(如图1):开路线A对奇次本振都短路,可以回收第一类谐波;短路线D对偶次本振都短路,可以回收第二类谐波(RF≈8LO);开路线B、C对这些谐波分量也有一定的回收。经过仿真,仅仅加上短截线后变频损耗减少了15dB,具有明显效果。

  3 电路设计及仿真

  本设计采用RT/duroid 5880 高频基片,基片厚0.127mm,介电常数2.2。二极管选用DMK2308是砷化镓肖特基反向并联二极管管对,它主要应用于20~100GHz,具有低结电容和低串联电阻。

  3.1 波导-微带过渡设计

  波导-微带过渡装置的基本要求:1) 低传输损耗和高反射损耗;2) 有足够的频带宽度;3) 便于设计加工。本文选用对脊鳍线过渡结构。

  

 

  图3 波导-微带鮨线过渡

混频器相关文章:混频器原理

上一页 1 2 3 下一页

评论


相关推荐

技术专区

关闭