W波段八次谐波混频器设计

　　对脊鳍线的两个金属鳍按照余弦平方逐渐渐变成微带线：

　　这里W(x)是渐变线宽，标准波导BJ900窄边宽b=1.27mm，50欧姆微带线宽w=0.38mm，渐变段总长L=6.5mm。

　　制作在基片正反面的两个渐变鳍线构成了一圆弧形谐振区，谐振区内的金属块用来抑制谐振，确保衰减极点偏离有用频带。调整谐振区长度，使衰减极点落在84GHz(本振7次谐波)，这样既使衰减谐振极点避开设计频段90GHz～100GHz，同时还抑制了本振的7次谐波。对脊鳍线上下两边间断的通孔条带用来支撑基片，并能阻断纵向电流的传播，从而降低损耗。插入损耗的仿真结果如下：

　　图4 波导-微带过渡

　　由图衰减极点落在84GHz，在90GHz～100GHz范围内，插入损耗小于0.2dB，实现了射频信号由波导到微带的过渡。

　　3.2 射频带通滤波器设计

　　对于射频输入端，要求通过射频信号90GHz～100GHz，中心频率94Ghz。主要抑制中频2GHz，本振12GHz，本振奇次谐波36GHz、60GHz、84GHz、108GHz等，射频与偶次本振的谐波22GHz、46GHz、70GHz等。

　　常用的平行耦合带通滤波器通带窄、带内损耗大。若要展宽通带，需要增加耦合阶数，而这又增加了通带内插入损耗。优化的三阶平行耦合带通滤波器在90GHz～100GHz范围内插入损耗达到2～8dB，已不满足设计要求。

　　这里对平行耦合带通滤波器进行改进，如图5。耦合线由横向伸展改为纵向伸展，既增加了平行线相互之间的耦合，减小了通带内的插入损耗，同时还使滤波器结构更加的紧凑，减小了尺寸，降低对尺寸加工误差敏感度。

　　图5 改进型带通滤波器结构图

　　通过仿真，耦合线宽越细、耦合缝隙越小，则通带频带越低，通带插入损耗越小，考虑到现有加工精度，耦合线宽和耦合缝隙都取0.15mm。耦合线越长，则通带频带也越低，通带插入损耗越小，为通过90GHz～100GHz，耦合线长取0.54mm。仿真结果如下：

　　图6 射频带通滤波器仿真结果

　　90GHz～100GHz范围内通带插入损耗小于2dB，比平行耦合滤波器有很大改善。