当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

W波段谐波功率合成倍频技术研究

发布时间:2019-05-19 10:20
【摘要】:毫米波是整个电磁频谱不可或缺的一段。毫米波以其频带宽、波长短为特征,在通信、雷达、制导、遥感、射电天文等许多领域具有重要的应用价值。在毫米波频段,研制输出功率大、稳定性高、噪声性能好的基频振荡器已变得困难,而利用较低频率的信号通过倍频产生高次谐波则成为获得毫米波源的重要途径。本文介绍了毫米波倍频器的发展动态和相关基本理论,并在此基础上设计了基于肖特基变容二极管的W波段单路三倍频器、双路三倍频器和基于波导T形节的四路功率合成三倍频器。倍频器采用波导和微带线混合集成的电路形式。为提升输出功率,倍频器采用变容管对形式的电路结构。倍频电路的研制采用“场”与“路”联合仿真的方法,将电路的线性部分与非线性部分有机结合起来。首先通过曲线拟合得出变容管建模所需的相关参数,并建立变容管模型,另一方面建立输入输出过渡、滤波器等无源结构模型并仿真。然后将仿真数据与建立好的变容管模型共同进行谐波平衡优化仿真,得到最佳的倍频电路匹配结构。最后加工电路、装配、实测。所研制的单路三倍频器,在驱动功率为100mW时,在105GHz-110GHz频带内输出功率在5mW以上;在110GHz处输出功率为9.03mW;最大输出功率为108.9GHz处的10.25mW,相应倍频效率达10.3%。所研制的双路三倍频器,在驱动功率为200mW时,在101GHz-108GHz频带内输出功率在10mW以上,在110GHz处输出功率为9.15mW;最大输出功率为103.8GHz处的20.23m W,相应的倍频效率达10.1%。所研制的基于波导T形节的四路功率合成三倍频器在102.3GHz、105.6GHz、106.5GHz、108.3GHz、110.1GHz和113.4GHz处功率合成效率在70%-80%之间,最大输出功率为101.7GHz处的24.65mW。所研制的倍频器作为驱动源可以为毫米波通信系统提供实现方案,同时本课题的设计对太赫兹倍频器的研究也有重要的借鉴意义。
[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

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 John Pivnichny(N2DCH);江山;;双二极管倍频器[J];电子制作;2012年02期

2 韩艳伟;汪海勇;高永安;;W波段微带二倍频器的设计[J];微波学报;2012年S1期

3 周明;姚常飞;罗运生;李姣;吴刚;;W波段宽带高效率电阻性三倍频器设计[J];火控雷达技术;2013年02期

4 苗海;;温控的倍频器[J];激光与红外;1974年05期

5 张铁林;;微带倍频器[J];无线电工程;1980年04期

6 程俊安;;一种新型微带倍频器电路[J];电讯技术;1983年05期

7 刘英华;;矩形脉冲同步倍频器[J];无线电工程;1988年04期

8 杜文一;;变形同轴腔倍频器[J];中国民航学院学报;1988年04期

9 黄锡泉;;一种高倍频器[J];应用科技;1992年03期

10 林霄舸,段尚枢,付景峰;一种低频高精度全数字化倍频器[J];哈尔滨工业大学学报;1995年03期

相关会议论文 前10条

1 高树廷;;倍频器的研究[A];1997年全国微波会议论文集(上册)[C];1997年

2 胡晓镓;;倍频器不稳定性的分析及解决[A];1995年全国微波会议论文集(下册)[C];1995年

3 肖凤超;龚克;冯正和;;一种波导——微带混合结构的毫米波倍频器[A];1989年全国微波会议论文集(上)[C];1989年

4 陈浩敏;;K波段微带14次倍频器[A];1991年全国微波会议论文集(卷Ⅱ)[C];1991年

5 胡晓镓;;微波集成电路倍频器[A];1991年全国微波会议论文集(卷Ⅱ)[C];1991年

6 何林晋;唐小宏;张永鸿;;U波段四倍频器研制[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年

7 刘代军;杨涛;杨自强;刘宇;;W频段宽带倍频器研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年

8 金雁冰;徐军;喻梦霞;;八毫米无源三倍频器[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年

9 李凯;黄建;唐宗熙;;D频段三倍频器研制[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年

10 崔颖;喻梦霞;徐军;;U波段双通道四倍频器的研制[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 崔颖;毫米波四倍频器研究[D];电子科技大学;2008年

2 刘代军;W频段六倍频器研究[D];电子科技大学;2008年

3 詹景坤;W波段雪崩管微带集成高次倍频器[D];电子科技大学;2008年

4 林元根;亚毫米波二倍频器的研究[D];电子科技大学;2008年

5 王丹;三毫米波二倍频器研制[D];电子科技大学;2009年

6 杨立;毫米波宽带倍频器研究[D];电子科技大学;2009年

7 许小卫;毫米波倍频器研究[D];南京理工大学;2009年

8 毛伟;毫米波三倍频器的研究[D];电子科技大学;2010年

9 张士熙;太赫兹高效倍频技术研究[D];电子科技大学;2011年

10 吴伟;W频段宽带三倍频器及Q频段宽带四倍频器研究[D];电子科技大学;2006年



本文编号:2480641

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2480641.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户60580***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com