K波段正交混頻器及其應(yīng)用研究.pdf

1、正交混頻器是一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)混頻以及相位轉(zhuǎn)換作用的混頻器，在通信、雷達(dá)、遙感遙測(cè)等微波、毫米波應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。K波段(18-26.5GHz)蘊(yùn)含著極大的頻譜資源，在這個(gè)波段的應(yīng)用研究正在不斷發(fā)展。本文針對(duì)K波段正交混頻器的分析設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究及其工程應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究。論文的主要內(nèi)容包括：
　　1、基于混合環(huán)單平衡混頻器結(jié)構(gòu)，利用ADS和HFSS仿真軟件，設(shè)計(jì)了一種中心頻率為24GHz的正交混頻器，其射頻信號(hào)同相功分，本

2、振信號(hào)正交功分，中頻信號(hào)等幅正交輸出。采用微帶混合集成電路加工制作。測(cè)試結(jié)果表明，該混頻器在23-25GHz的頻率范圍內(nèi)，變頻損耗在10dB以內(nèi)。對(duì)于給定100MHz中頻，兩路輸出信號(hào)的正交性能良好。變頻損耗和隔離度等主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平。
　　2、分諧波混頻器可以獲得低失真、低載波泄漏、降低本振工作頻率從而解決高性能毫米波本振源實(shí)現(xiàn)難度大，成本高的問題。本文基于反向并聯(lián)二極管對(duì)DMK2308所構(gòu)成的二次諧波混頻器

3、，采用射頻正交功分，本振同相功分，以實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)等幅正交輸出的方案，設(shè)計(jì)了一種K波段正交諧波混頻器。完成加工制作和電路調(diào)試后，測(cè)試結(jié)果表明在23-25GHz的頻率范圍內(nèi)，該正交混頻器的變頻損耗在15dB以內(nèi)，對(duì)于給定的100MHz中頻輸出信號(hào)，相位基本實(shí)現(xiàn)正交。
　　3、利用正交混頻器輸出中頻等幅正交的特點(diǎn)，加上中頻電橋，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)平衡式的鏡像抑制混頻器。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果顯示基于正交基波混頻器的鏡像抑制混頻器，固定本振24GH

4、z，鏡像抑制度在20dB以上；固定中頻為100MHz時(shí)，鏡像抑制在25dB以上。分諧波混頻情況下的鏡像抑制混頻器，固定本振24GHz時(shí)，鏡像抑制在11dB以上。
　　4、利用正交混頻器可以實(shí)現(xiàn)移相式的單邊帶調(diào)制系統(tǒng)。這種調(diào)制系統(tǒng)可以避免矩形系數(shù)要求很高的帶通濾波器。本文搭建了移相式單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)中，取下邊帶調(diào)制為例，基于基波正交混頻器下邊帶調(diào)制器的無用邊帶抑制度為31dB，載波抑制度為21dB，其他邊帶抑制度在40