X波段100次倍频器的设计与研究

摘要

进入21世纪以来，随着通信工业的蓬勃发展，微波波段应用日益拥挤，工作带宽也日益加大，对频率源的要求也逐渐提高。倍频器作为频率合成的核心器件，作用整逐步增大。它不仅可以降低本振频率，扩展工作频带，还能够提高工作稳定度。它具有体积小，噪声低，设计简单等优势，所以常被应用在频率源的设计当中。
　　本文采用基本的倍频器理论，借助ADS软件和Altium Designer软件设计一款100MHz到10GHz的100次倍频器。考虑到频率和应用的不同，倍频器分为前后级两部分进行设计。前级部分包括两个倍频器，其中第一个采用晶体管设计二次倍频器，第二个采用阶跃恢复二极管设计五次倍频器。后级部分采用阶跃恢复二极管设计十次倍频器。前级部分中使用的晶体管倍频器，能够使输出信号功率有10dB左右的增益，从而驱动阶跃管倍频器。这样能够减少一级放大器的使用。阶跃恢复二极管倍频器，它具有噪声小的特点。考虑阶跃恢复二极管倍频器的损耗，在前级部分的阶跃管后设计一款放大器，以提高输出功率。后级部分的阶跃管，在前后都要分别设计一个放大器。前面的放大器是用来驱动阶跃管，后面的放大器是提高输出功率。前级部分中由于频率相对较低，输出端的带通滤波器的体积较大。采用开环耦合器设计滤波器，使体积大大减小。后级部分频率较高，采用平行耦合线设计滤波器，以获得较好的通带指标。前级部分制作实物，经过调试，倍频器能达到1dB左右的增益，谐波抑制达到25dBc。后级部分经过版图仿真，倍频器增益0dB，谐波抑制达到48.302dBc。

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第一章 绪论

1.1倍频器的概述

1.2倍频器的发展现状

1.3本文的研究与设计重点

第二章 倍频器的原理

2.1倍频器的分类

2.2倍频器的性能指标

2.3晶体管倍频器原理

2.4阶跃恢复二极管倍频器原理

第三章 设计方案及论证

3.1设计方案

3.2晶体管二次倍频器的设计

3.3阶跃管五次倍频器的设计

3.4 1GHz滤波器的设计

3.5阶跃管十次倍频器的设计

3.6 10GHz滤波器的设计

3.7放大器的设计

3.8电源的设计

第四章 设计结果

4.1版图设计与仿真

4.2实物调试

第五章 总结

致谢

参考文献