K波段單平衡混頻器的ADS設(shè)計(jì)和仿真
Design and Simulation of a K-Band Single-balanced Mixer by ADS

2.1萬字 50頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘 要
現(xiàn)如今，隨著微波技術(shù)的發(fā)展，混頻器作為微射頻電路中不可或缺的部件，已成為儀器科學(xué)的重要研究領(lǐng)域之一。無論是微波通信、雷達(dá)、遙控、遙感，還是偵查與電子對(duì)抗，以及微波測(cè)量系統(tǒng)，都必須把微波信號(hào)用頻器降到中低頻來進(jìn)行處理。而集成式混頻器體積小，設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)靈活多樣，可以適合各種特殊應(yīng)用。就研制小型化、功率小、結(jié)構(gòu)緊湊的測(cè)速雷達(dá)微波收發(fā)裝置，實(shí)現(xiàn)高速目標(biāo)多普勒雷達(dá)測(cè)速信號(hào)的采集和前端信號(hào)處理而言，混頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的頻移，把頻率較高的微波信號(hào)降到中低頻進(jìn)行處理，是需要研究的主要內(nèi)容之一。
本論文主要研究K波段單平衡混頻器，即將頻率范圍為18-26GHz的波段信號(hào)通過混頻器后，獲得中頻信號(hào)輸出。本文設(shè)計(jì)的是一無源單平衡混頻器，射頻頻率為23.965-24.035GHz，本振輸入為24GHz，輸出中頻信號(hào)的頻率為35MHz。選用羅杰斯公司生產(chǎn)的Rogers RT/duriod5880基板，介電常數(shù)為2.5，基板厚度選用0.17mm導(dǎo)體介質(zhì)選用電導(dǎo)率為58000000的銅箔，厚度選用0.01mm。基于課題中提出的研究目的與當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，論文主要就項(xiàng)目中涉及到的單平衡混頻器的ADS設(shè)計(jì)研究，主要分以下幾個(gè)方面：
（1）設(shè)計(jì)一個(gè)耦合度為3 dB的定向耦合器，耦合器用于射頻與本振信號(hào)的混合。它的主要技術(shù)指標(biāo)有駐波比、耦合度、插入損耗。定向耦合器采用同軸線、帶狀線、微帶線、金屬波導(dǎo)或介質(zhì)波導(dǎo)等各種型式。它的工作原理是主線中傳輸?shù)墓β释ㄟ^多種途徑耦合到副線并互相干涉而在副線中只沿一個(gè)方向傳輸。
（2）設(shè)計(jì)低通濾波器。濾波器是一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)計(jì)射頻系統(tǒng)時(shí)通常會(huì)加入濾波器以精確實(shí)現(xiàn)預(yù)定的頻率特性。當(dāng)頻率不高時(shí)，濾波器可由集總元件的電感和電容構(gòu)成，但當(dāng)頻率高于500MHz時(shí)，由于電路寄生參數(shù)的影響不可忽略，濾波器通常由分布參數(shù)元件構(gòu)成。
（3）研究定向耦合器和低通濾波器之間的匹配網(wǎng)絡(luò)。在射頻電路中，阻抗匹配是最重要的概念之一，它是電路設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的重要問題。匹配包括多個(gè)方面，例如傳輸線與負(fù)載之間的匹配，以及信號(hào)源與負(fù)載之間的共軛匹配等。


關(guān)鍵詞：K波段；單平衡混頻器；射頻；本振；阻抗匹配