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ka波段谐波镜像抑制混频器MMIC设计

Ka波段谐波镜像抑制混频器MMIC设计

作者：胡澹电子科技大学

学位级别：硕士

单片微波集成电路(MMIC)具有体积小、稳定性高、寄生参量小、一致性好、大批量低成本等特点,越来越被广泛的应用于军用和民用电子系统。毫米波混频器是毫米波通讯、雷达、测量和电子对抗等系统的关键部件之一,而镜像抑制混频器在低中频... 详细信息

单片微波集成电路(MMIC)具有体积小、稳定性高、寄生参量小、一致性好、大批量低成本等特点,越来越被广泛的应用于军用和民用电子系统。毫米波混频器是毫米波通讯、雷达、测量和电子对抗等系统的关键部件之一,而镜像抑制混频器在低中频、宽带的情况下可实现良好的镜像抑制,采用谐波混频器可以使本振频率为基波频率的1/2或者1/4,节约了倍频器,从而降低了毫米波系统的成本和技术难度。本文根据谐波平衡理论,采用法国UMS公司的0.25μm GaAs PHEMT工艺线,设计了基于FET的二次谐波镜像抑制混频器芯片,采用0.15μm GaAs PHEMT工艺线设计了基于二极管的四次谐波镜像抑制混频器。在二次谐波镜像抑制混频器的设计中,利用双巴伦结构对由正向并联FET对组成的两个混频单元提供等幅反相的本振信号与兰格电桥提供的两路等幅正交的射频信号进行混频,从而抑制了两个混频单元中的奇次谐波混频分量;通过接地电容和接地电阻对整体电路进行匹配,减小了变频损耗和芯片面积;最终仿真结果表明,在本振频率范围为16-18GHz,射频频率范围为35-37GHz,中频固定为fo时变频损耗为11-11.7dB,镜像抑制度大于26dB。在四次谐波镜像抑制混频器的设计中,利用功分器对由反向并联二极管对组成的两个混频单元提供两路等幅同相的本振信号与兰格电桥提供的两路等幅正交的射频信号进行混频,从而抑制了两个混频单元中的奇次谐波混频分量;通过在射频端加载1/4λLo短和在本振端加载1/4λRo短路枝节抑制了本振信号泄露到射频端口,并实现了本振信号与射频信号的二次混频,从而减小了变频损耗;最终仿真结果表明,在本振频率范围为8.25-9GHz,射频频率范围为34-36GHz,中频范围为0-1GHz时的变频损耗为12.2-13.7dB,镜像抑制度高于28dB,进行实测后得到中频为50MHz、500MHz和1GHz时的变频损耗为12-16dB,镜像抑制度均大于16dB。

关键词： ka波段谐波镜像抑制混频器双巴伦结构兰格电桥 MMIC

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ka波段宽带单片低噪声放大器的研究

Ka波段宽带单片低噪声放大器的研究

作者：徐俊斌南京理工大学

学位级别：硕士

ka波段(26.5～40GHz)低噪声放大器(LNA)作为毫米波集成接收前端的核心器件，其性能指标的高低直接影响到组件的性能。本论文主要介绍的是ka波段宽带单片低噪声放大器的电路设计及仿真结果。本文采用0.25μm HEMT工艺来设计宽带放大器... 详细信息

ka波段(26.5～40GHz)低噪声放大器(LNA)作为毫米波集成接收前端的核心器件，其性能指标的高低直接影响到组件的性能。本论文主要介绍的是ka波段宽带单片低噪声放大器的电路设计及仿真结果。本文采用0.25μm HEMT工艺来设计宽带放大器，根据设计指标的要求设计了宽带低噪声芯片的拓扑结构、偏置稳定电路和匹配电路，并使用Agilent ADS软件对电路进行优化仿真。本论文设计的ka波段宽带单片低噪声放大器采用三级级联放大电路结构。每一级放大器针对不同的设计目标设计成各自带有输入、输出匹配网络的单级放大器，考虑到宽带的要求，各级输入输出都采用T型匹配网络。同时为了便于级联，每级输入输出都以标准的50Ω为目标，待每一级设计达到要求后，再进行三级电路的级联优化。最后通过在输出和输入端口使用合适的短截线的方法来拓展电路的频带宽度。最后实现的ka波段宽带单片低噪声放大器在工作频带内具有很好的性能，噪声系数小于3.4dB，增益大于22dB，增益平坦度小于±0.5dB，输入输出驻波比小于2dB，达到了设计指标的要求。

关键词： ka波段宽带单片低噪声放大器高电子迁移率晶体管

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ka波段宽频带频率选择表面设计

现代雷达 2019年第6期41卷 70-73页

作者：彭树铭徐志浩空军研究院北京100085 南京电子技术研究所南京210039

随着毫米波技术的发展和毫米波天线的广泛应用,提出了对毫米波雷达隐身的要求。基于耦合和谐振原理,设计了一种ka波段带内透过的单层频率选择天线罩。利用谱域法对频选天线罩进行了分析计算。优化得到的天线罩仿真结果在ka全波段内平均... 详细信息

随着毫米波技术的发展和毫米波天线的广泛应用,提出了对毫米波雷达隐身的要求。基于耦合和谐振原理,设计了一种ka波段带内透过的单层频率选择天线罩。利用谱域法对频选天线罩进行了分析计算。优化得到的天线罩仿真结果在ka全波段内平均插入损耗小于1 dB,在45°扫描角内35 GHz的S21>-1.7 dB,实现X波段和Ku波段内的透过率小于-11 dB。最后,对频选罩的相关参数特性进行了分析,便于针对其他电性能要求进行优化改进。

关键词：频率选择表面 ka波段谱域法

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ka波段镜像抑制谐波混频器设计

半导体技术 2012年第12期37卷 950-954页

作者：黄锦沛唐宗熙吴韵秋张彪杜倚诚电子科技大学电子工程学院成都611731

针对现代毫米波接收机和雷达系统高抗干扰能力的需求,分析了具有镜像频率抑制能力的谐波混频器的基本原理,提出了一种ka波段镜像抑制谐波混频器的设计方案。该混频器由两个混频单元组成,利用输出信号的相位关系识别RF信号和镜频信号,RF... 详细信息

针对现代毫米波接收机和雷达系统高抗干扰能力的需求,分析了具有镜像频率抑制能力的谐波混频器的基本原理,提出了一种ka波段镜像抑制谐波混频器的设计方案。该混频器由两个混频单元组成,利用输出信号的相位关系识别RF信号和镜频信号,RF混频信号在输出端口同相叠加,镜频混频信号反相抵消。使用Ansoft HFSS和Agilent ADS仿真软件分别完成电路无源部分仿真和谐波平衡仿真设计,制作了混频器并进行了测试。测试结果表明:RF频率为29.4～31GHz,中频(IF)为100 MHz,变频损耗稳定在8.8～10.3 dB,镜像抑制度大于20.1 dB,各个端口隔离度均大于31.4 dB,RF端口和本振(LO)端口驻波比分别小于1.3和2.2,输入功率在1 dB压缩点为-5 dBm。

关键词：镜像抑制谐波混频器 ka波段变频损耗驻波比

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ka波段低噪声放大器的研制

电讯技术 2001年第1期41卷 29-30页

作者：邹涌泉甘体国信息产业部电子第十研究所工程师成都610036

本文介绍了ka波段低噪声放大器的设计和实验结果。

关键词： ka波段低噪声放大器设计实验

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ka波段低电压回旋行波管放大器研究

微波学报 2012年第S1期28卷 143-145页

作者：李志良冯进军刘本田王峨锋曾旭闫铁昌北京真空电子技术研究所微波电真空器件国家级重点实验室北京100015

低电压回旋行波管放大器的工作电压取得较低,从而降低了电极间耐压难度,具有广阔的应用前景。本文通过对周期介质加载结构的ka波段低电压回旋行波管高频结构、模式竞争以及注波互作用研究,确定了ka波段低电压回旋行波放大器的基本工作参... 详细信息

低电压回旋行波管放大器的工作电压取得较低,从而降低了电极间耐压难度,具有广阔的应用前景。本文通过对周期介质加载结构的ka波段低电压回旋行波管高频结构、模式竞争以及注波互作用研究,确定了ka波段低电压回旋行波放大器的基本工作参数,通过PIC模拟计算,在电子注电压为45kV,注电流为6A时,获得了大于77kW的输出功率,超过40dB的增益。

关键词： ka波段低电压回旋行波管放大器

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ka波段高隔离单刀单掷开关设计

半导体技术 2016年第8期41卷 590-594页

作者：周勇涛凡守涛许春良魏绍仁北京遥感设备研究所北京100854 中国电子科技集团公司第十三研究所石家庄050051

pin二极管具有导通电阻小、响应速度快及截止频率高等特点,在微波控制电路中常用于制作微波开关。基于pin二极管,研究了具有高隔离特性的ka波段微带型单刀单掷开关。通过采用多级开关芯片统一馈电的新型电路结构,在ka波段实现了优于90 d... 详细信息

pin二极管具有导通电阻小、响应速度快及截止频率高等特点,在微波控制电路中常用于制作微波开关。基于pin二极管,研究了具有高隔离特性的ka波段微带型单刀单掷开关。通过采用多级开关芯片统一馈电的新型电路结构,在ka波段实现了优于90 dB的开关隔离。采用ADS和HFSS软件对设计的电路进行联合仿真,并进行了实物加工。实测结果表明,在设计的频段内(f_0±1 GHz)开关电路的输入和输出回波损耗均不小于10 dB,插入损耗不大于3.5 dB,隔离度不小于90 dB以及开关时间(上升沿和下降沿)不大于2 ns。

关键词： ka波段 pin开关高隔离单刀单掷(SPST)开关芯片电路

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ka波段宽带收发前端设计

微波学报 2023年第S1期39卷 285-287页

作者：夏令希刘勇马传武唐小宏电子科技大学.电子科学与工程学院成都611731

本文介绍了一款工作在32-40GHz的宽带收发系统。系统包含了本振模块,ka变频模块,X变频模块,功放模块与天线模块。该收发系统采用超外差结构,使用两次变频方案,第一次为ka-X波段变频,第二次为X波段变频。其中ka变频方案中的上变频采用了... 详细信息

本文介绍了一款工作在32-40GHz的宽带收发系统。系统包含了本振模块,ka变频模块,X变频模块,功放模块与天线模块。该收发系统采用超外差结构,使用两次变频方案,第一次为ka-X波段变频,第二次为X波段变频。其中ka变频方案中的上变频采用了分段滤波设计来达到杂散抑制要求,X变频方案采用双向放大芯片使接收与放大通过同一个链路进行放大,极大地节省了模块体积和面积。本文主要设计并测试了其中的ka变频模块以及X变频模块使其达到所需设计指标。

关键词： ka波段宽带收发前端两次变频

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ka波段夹持杆衰减量测试

微波学报 2020年第S1期36卷 387-389页

作者：彭涛杨靖郭高凤电子科技大学电子科学与工程学院成都611731

利用微波方法,将衰减量的测试转化为微波测试,建立起测试对ka波段行波管带有衰减分布涂层夹持杆上沿轴衰减分布的测试。通过测试计算出|S11|与|S21|两个参数,从总损耗中减去无功反射损耗就可以得到夹持杆衰减涂层的纯粹有功损耗,即每段... 详细信息

利用微波方法,将衰减量的测试转化为微波测试,建立起测试对ka波段行波管带有衰减分布涂层夹持杆上沿轴衰减分布的测试。通过测试计算出|S11|与|S21|两个参数,从总损耗中减去无功反射损耗就可以得到夹持杆衰减涂层的纯粹有功损耗,即每段衰减量的值。利用矢量网络分析对夹持杆进行测试,绘制出衰减量的分布曲线,并进行误差分析。

关键词： ka波段夹持杆衰减量