【摘要】：近年來(lái),毫米波及其應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅速。毫米波信號(hào)源作為整個(gè)毫米波系統(tǒng)的核心部分,其性能的好壞直接決定了整個(gè)毫米波系統(tǒng)的性能。而倍頻器是獲得毫米波信號(hào)源的最有效方式,因此W波段倍頻器應(yīng)該是寬帶3mm頻率合成信號(hào)源的主要研究?jī)?nèi)容。本文通過(guò)兩次倍頻方式來(lái)實(shí)現(xiàn)W波段六倍頻器的設(shè)計(jì),它將Ku波段信號(hào)(12.5～17.5GHz)倍頻至W波段(75～105GHz)。該倍頻器主要組成部分有Ka波段二倍頻器、Ka波段帶通濾波器、Ka波段功率放大器、W波段三倍頻器和微帶—波導(dǎo)過(guò)渡器。W波段三倍頻器的核心非線性器件是DMK2790肖特基二極管,二極管對(duì)采用了反向并聯(lián)的平衡式電路結(jié)構(gòu),抑制了偶次諧波,提高了輸出功率。輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)Ka波段二倍頻器產(chǎn)生二次諧波信號(hào),通過(guò)Ka波段帶通濾波器濾波,接著通過(guò)Ka波段功率放大器放大二次諧波,然后在輸入匹配電路端激勵(lì)肖特基二極管對(duì)。二極管對(duì)產(chǎn)生的三次諧波信號(hào)經(jīng)過(guò)輸出匹配電路,再通過(guò)微帶—波導(dǎo)過(guò)渡器,最后由WR-10標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)輸出。在仿真環(huán)節(jié)中,運(yùn)用AgilentADS和Ansoft HFSS軟件優(yōu)化了各個(gè)電路設(shè)計(jì)。從W波段三倍頻器模塊的仿真結(jié)果可以看出,當(dāng)輸入信號(hào)(25～35GHz)功率為+20dBm時(shí),輸出信號(hào)(75～105GHz)平均功率大于+3dBm,平坦度小于1.2dB。整個(gè)W波段六倍頻器的實(shí)物尺寸為42mm*14mm*16mm,體積小,并實(shí)現(xiàn)了一體化設(shè)計(jì)。整個(gè)六倍頻器的測(cè)試結(jié)果顯示,當(dāng)輸入信號(hào)(12.5～17.5GHz)功率為+5dBm時(shí),輸出信號(hào)(75～105GHz)功率都在-4.6dBm以上,最大輸出功率為+2.6dBm。其中75～82GHz和92～99GHz內(nèi),輸出功率大于OdBm,可以作為毫米波前端的本振源。
[Abstract]:In recent years, millimeter wave and its application technology develop rapidly. As the core part of the whole millimeter wave system, the performance of millimeter wave signal source directly determines the performance of the whole millimeter wave system. In this paper, the design of W-band hexaploid is realized by twice frequency doubling, which doubles Ku-band signal (12.5-17.5 GHz) to W-band signal (75-105 GHz). The main components of the frequency doubler are Ka-band frequency doubler, Ka-band bandpass filter, Ka-band power amplifier, W-band frequency tripler and microstrip-waveguide transition. The core nonlinear device of the W-band tripler is the DMK2790 Schottky diode. The diode pair adopts a reverse parallel balanced circuit structure, which suppresses even harmonics and improves output power. The power amplifier amplifies the second harmonic, and then excites the Schottky diode pair at the input matching circuit. The third harmonic signal generated by the diode pair passes through the output matching circuit, then passes through the microstrip-waveguide transitor, and finally outputs by the WR-10 standard rectangular waveguide. In the simulation section, the Agilent ADS and Anoft HFSS software are used to optimize each part. The simulation results of the W-band frequency tripler module show that when the input signal (25-35 GHz) power is + 20 dBm, the output signal (75-105 GHz) average power is greater than + 3 dBm, and the flatness is less than 1.2 dB. The physical size of the whole W-band frequency tripler is 42 mm * 14 mm * 16 mm, small size and integrated design is realized. The test results show that when the input signal (12.5-17.5 GHz) power is + 5 dBm, the output signal (75-105 GHz) power is above - 4.6 dBm and the maximum output power is + 2.6 dBm. The output power is greater than OdBm in 75-82 GHz and 92-99 GHz, which can be used as the local oscillator of millimeter wave front end.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN771

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本文編號(hào)：2221294