W波段谐波功率合成倍频技术研究
[Abstract]:Millimeter wave is an indispensable part of the whole electromagnetic spectrum. Millimeter wave has important application value in many fields, such as communication, radar, guidance, remote sensing, radio astronomy and so on. In millimeter wave band, it is difficult to develop a fundamental frequency oscillator with high output power, high stability and good noise performance, and it is an important way to obtain millimeter wave source by using lower frequency signal to generate high order harmonics by doubling frequency. In this paper, the development trend and related basic theory of millimeter wave frequency multiplier are introduced, and a W band single channel triple frequency multiplier based on Schottky varactor diode is designed. Dual triple frequency multiplier and four-channel power synthetic triple frequency multiplier based on waveguide T-joint. The frequency multiplier adopts the hybrid circuit form of waveguide and microstrip line. In order to improve the output power, the frequency multiplier adopts the circuit structure in the form of varactor pair. The development of frequency doubling circuit adopts the method of joint simulation of "field" and "path", which combines the linear part and nonlinear part of the circuit organically. Firstly, the related parameters of varactor modeling are obtained by curve fitting, and the varactor model is established. On the other hand, the passive structure models such as input-output transition, filter and so on are established and simulated. Then the simulation data and the established varactor model are used to optimize the harmonic balance, and the optimal frequency doubling circuit matching structure is obtained. Finally, the processing circuit, assembly, measurement. When the driving power is 100mW, the output power of the single frequency multiplier is above 5mW in the 105GHz-110GHz band, the output power is 9.03MW at 110GHz, and the maximum output power is 10.25mW at 108.9GHz, and the corresponding frequency doubling efficiency is 10.3%. When the driving power is 200mW, the output power of the dual frequency multiplier is above 10mW in the 101GHz-108GHz band and 9.15mW at the 110GHz. The maximum output power is 20.23 MW at 103.8GHz, and the corresponding frequency doubling efficiency is 10.1%. The four-channel power synthetic tripler based on waveguide T-joint is 102.3 GHz, 105.6 GHz, 106.5 GHz, 108.3 GHz, 110.1 GHz and 113.4GHz, where the power synthesis efficiency is between 70% and 80%. The maximum output power is 24.65 MW at 101.7GHz. The frequency multiplier developed as the driving source can provide the implementation scheme for millimeter wave communication system. At the same time, the design of this subject also has important reference significance for the research of terahertz frequency multiplier.
【学位授予单位】:电子科技大学
【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:2480641
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