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宽带3mm频率合成信号源的研究

发布时间:2018-09-04 06:32
【摘要】:近年来,毫米波及其应用技术发展迅速。毫米波信号源作为整个毫米波系统的核心部分,其性能的好坏直接决定了整个毫米波系统的性能。而倍频器是获得毫米波信号源的最有效方式,因此W波段倍频器应该是宽带3mm频率合成信号源的主要研究内容。本文通过两次倍频方式来实现W波段六倍频器的设计,它将Ku波段信号(12.5~17.5GHz)倍频至W波段(75~105GHz)。该倍频器主要组成部分有Ka波段二倍频器、Ka波段带通滤波器、Ka波段功率放大器、W波段三倍频器和微带—波导过渡器。W波段三倍频器的核心非线性器件是DMK2790肖特基二极管,二极管对采用了反向并联的平衡式电路结构,抑制了偶次谐波,提高了输出功率。输入信号经过Ka波段二倍频器产生二次谐波信号,通过Ka波段带通滤波器滤波,接着通过Ka波段功率放大器放大二次谐波,然后在输入匹配电路端激励肖特基二极管对。二极管对产生的三次谐波信号经过输出匹配电路,再通过微带—波导过渡器,最后由WR-10标准矩形波导输出。在仿真环节中,运用AgilentADS和Ansoft HFSS软件优化了各个电路设计。从W波段三倍频器模块的仿真结果可以看出,当输入信号(25~35GHz)功率为+20dBm时,输出信号(75~105GHz)平均功率大于+3dBm,平坦度小于1.2dB。整个W波段六倍频器的实物尺寸为42mm*14mm*16mm,体积小,并实现了一体化设计。整个六倍频器的测试结果显示,当输入信号(12.5~17.5GHz)功率为+5dBm时,输出信号(75~105GHz)功率都在-4.6dBm以上,最大输出功率为+2.6dBm。其中75~82GHz和92~99GHz内,输出功率大于OdBm,可以作为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.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN771

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本文编号:2221294

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