次谐波混频法在毫米波单边带接收机中的应用研究

发布时间：2020-11-08 15:23

　　 在毫米波通信系统中,单边带接收机不但能够节省发射功率,而且只需要传输双边带接收机中调制信号的一个边带,节省频谱资源。另外,由于高频本振源的研制难度较大、成本较高,就混频部分而言,采用谐波混频技术可以有效解决这一难题。因此,基于次谐波混频的单边带接收方案具有重要的研究意义。本文通过分析近年来国内外单边带接收机的研究进展,并结合课题要求,对基于次谐波混频方法实现毫米波波段的单边带接收进行研究。具体而言,就是在二次谐波混频实现单边带接收的基础上,进一步采用四次谐波混频来实现毫米波频段的单边带接收。本课题的最终目标是以较为简单的电路结构实现低变频损耗、高镜像抑制度的毫米波波段的单边带接收功能。本课题具体内容是研制了二次谐波镜频抑制混频器和四次谐波镜频抑制混频器。以上两个混频器分别由两个单元谐波混频器、射频本振馈入端的双频正交耦合器和中频正交耦合器构成。谐波混频单元采用反向并联二极管对作为混频器件。这两个混频器射频本振馈入端的双频耦合器实现方式虽有所不同,但其功能都是实现射频和本振两路信号的功率等分和相位正交。由于中频端耦合器物理尺寸较大,为了使整体混频电路紧凑,本文采用并联集总电容结合几何分形的方法对此耦合器进行小型化。最终,二次谐波镜频抑制混频器的实测结果表明,当本振功率为7.5 dBm,射频频率为17.1~17.75 GHz时,最佳变频损耗为8.1 dB,镜像抑制度为20 dB以上,各端口隔离度在15 dB以上;四次谐波镜像抑制混频器仿真结果表明,当本振功率为13.5 dBm,在射频中心频点(34.5 GHz)处最低的变频损耗为9.5 dB,镜像抑制度为29 dB,各端口隔离度在14 dB以上。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TN773;TN851
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本文的工作背景及研究意义
    1.2 国内外相关进展
    1.3 本文的内容安排
第二章 混频器基本原理以及理论分析
    2.1 混频器的分类
    2.2 混频器的主要技术指标
        2.2.1 变频损耗
        2.2.2 噪声系数
        2.2.3 动态范围
        2.2.4 隔离度
        2.2.5 镜像抑制度
        2.2.6 驻波比
        2.2.7 中频阻抗
        2.2.8 本振功率
    2.3 镜像抑制混频器的理论分析[19]
        2.3.1 滤波器式的镜像抑制混频器
        2.3.2 相位平衡式镜像抑制混频器
    2.4 谐波混频器的理论分析
        2.4.1 肖特基势垒二极管的工作原理
        2.4.2 谐波混频器的工作原理
    2.5 本章小节
第三章 基于二次谐波混频的单边带接收方案设计与仿真
    3.1 设计方案
    3.2 介质基板与混频元器件的选取
    3.3 3dB正交耦合器的设计
        3.3.1 传统的 3 dB正交耦合器
        3.3.2 双频 3 dB正交耦合器的设计[26-29]
        3.3.3 中频端 3 dB正交耦合器的设计
    3.4 匹配电路及管座电路的设计
        3.4.1 匹配电路的设计
        3.4.2 管座电路的设计
    3.5 基于二次谐波混频的单边带接收方案仿真与测试
    3.6 本章小节
第四章 基于四次谐波混频的单边带接收方案设计与仿真
    4.1 设计方案
    4.2 宽频率比的双频 3dB正交耦合器的设计
    4.3 匹配电路与管座电路的设计
    4.4 基于四次谐波混频的单边带接收方案整体仿真
    4.5 基于四次谐波混频的单边带接收方案整体布局
    4.6 本章小节
第五章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献

【参考文献】

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1 王超;;相位平衡式镜频抑制混频器的ADS仿真与设计[J];舰船电子工程;2013年10期

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2 李侃;Ka波段四次谐波混频器的研究[D];电子科技大学;2008年

本文编号：2874962