频谱仪毫米波扩展模块关键技术的研究

摘要

本文对频谱仪毫米波扩展模块的关键技术展开研究，用于实验室频谱仪的量程扩展，主要做了以下几个方面的工作:
　　1、明确了频谱仪毫米波扩展模块的原理及结构组成，给出了几种扩展模块的实现方法，确定了W波段基波混频器和W波段倍频器的组合方案。
　　2、设计并测试了一款W波段基波混频器。首先对UMS公司的DBES105a二极管芯片建模及参数提取;然后基于此模型，完成混频器的仿真及实物加工。仿真结果表明，当本振信号输入功率为9dBm时，射频信号范围在104～112GHz的范围内，变频损耗的变动范围为6.5～10.6dB;最后对混频器进行了制作和测试，对于混频器测试结果与仿真结果的差异，分析了原因。
　　3、设计仿真了一款W波段单管二倍频器。此倍频器基于MA46H146变容二极管的建模来设计。仿真优化结果表明，输入信号功率为20dBm且二极管偏压为-2.6V时，输出信号在96GHz处，输出功率达到峰值10.8dBm，此时倍频效率约为12％。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外发展动态

1．3 论文结构与工作安排

第二章 频谱仪毫米波扩展模块的总体方案

2．1 频谱仪毫米波扩展模块的组成

2．2 频谱仪毫米波扩展模块的指标分析

2．3 频谱仪毫米波扩展模块的关键技术

第三章 W波段基波混频器的设计

3．1 设计方案

3．2 混频二极管的建模

3．2．1 二极管的选取

3．2．2 二极管SPICE模型的建立

3．2．3 二极管无源模型的建立

3．2．4 二极管混合电路模型的建立

3．3 W波段基波混频器的无源部分

3．3．1 射频端波导-鳍线过渡

3．3．2 本振波导-微带过渡

3．3．3 本振带通滤波器

3．3．4 中频低通滤波器

3．3．5 本振-中频双工器

3．4 W波段基波混频器的仿真

3．5 W波段基波混频器的制作及测试

3．5．1 PCB版图设计

3．5．2 混频器的测试

3．6 小结

第四章 W波段倍频器的设计

4．1 设计方案

4．2 倍频二极管的建模

4．2．1 倍频二极管的选取

4．2．2 变容二极管的建模

4．3 W波段单管二频器的无源部分

4．3．1 波导-微带过渡结构

4．3．2 输入低通滤波器

4．3．3 阻抗匹配设计

4．4 W波段单管二频器的仿真

4．5 小结

第五章 总结与展望

致谢

参考文献