毫米波宽带高中频单平衡混频器设计与实现

针对毫米波宽带通信、雷达和测试仪器领域的应用需求,提出一种E波段宽带高中频(IF)单平衡混频器。射频(RF)及本振(LO)信号通过多分支宽带加宽波导正交耦合器输入,通过鳍线过渡结构将信号从波导传输模式过渡到微带模式,并提供宽带中频信号及直流接地回路;中频输出低通滤波器可有效抑制LO及RF信号,并为其提供等效接地回路。利用肖特基二极管的非线性实现混频,并通过微带匹配电路最终实现宽带低损耗混频效果。混频器采用57.6、62.4、67.2 GHz 3个点频本振,将67~85 GHz的射频信号分段下变频至9.4~17.8 GHz的中频范围内。测试结果表明,在67~85 GHz射频频率范围内,射频输入功率为-15 dBm,本振输入功率为12 dBm时,混频器变频损耗为7.1~10.1 dB,对组合杂散的抑制在36 dBc以上。

基于石英薄膜工艺的D波段固定衰减器设计及实现

薄膜电阻具有较为精确的电阻值,可用于微波固定衰减器设计。然而随着工作频率的升高,薄膜电阻的寄生参数随之增大,影响固定衰减器的衰减精度及回波性能。本文基于传统微波频段薄膜电阻等效电路模型,提出了一种十四元件等效电路模型。采用Ansys HFSS软件对薄膜电阻进行三维电磁场仿真并提取其S参数,通过S参数曲线拟合,最终确定各元件参数值。仿真结果表明,该等效电路模型在0.1~180.0 GHz可有效表征薄膜电阻的电气特性。在此基础上,采用石英薄膜工艺研制了三款不同衰减值的D波段(110~170 GHz)固定衰减器,并通过在片匹配电路补偿键合金丝和薄膜电阻寄生参量的影响。此外,还设计了波导-微带转换电路,将微带模式转换为标准波导模式进行衰减器性能的测量。测试结果表明,在110~170 GHz频带内,3 dB衰减器的衰减典型值为4 dB,回波损耗大于13.3 dB;6 dB衰减器的衰减典型值为5.5 dB,回波损耗大于11.4 dB;9 dB衰减器的衰减典型值为8 dB,回波损耗大于11.4 dB。研制的固定衰减器可将现有固定衰减器的工作频率拓宽至110 GHz以上,用于信号功率调节及改善器件级间回波的影响。