【摘 要】
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随着科技的快速发展,W波段（75～110 GHz）以下的频带资源已被各种无线系统所占用,未来分配给其他用途系统的频谱必将被推到更高的频带,所以毫米波、亚毫米波以及更高频带的器件设计具有十分重要的研究价值,而其中研究设计精巧、高性能的毫米波混频器占据重要地位。本文以毫米波混频技术基本理论为基础,基于二极管DMK2308,在HFSS（High Frequency Structure Simulator
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随着科技的快速发展,W波段（75～110 GHz）以下的频带资源已被各种无线系统所占用,未来分配给其他用途系统的频谱必将被推到更高的频带,所以毫米波、亚毫米波以及更高频带的器件设计具有十分重要的研究价值,而其中研究设计精巧、高性能的毫米波混频器占据重要地位。本文以毫米波混频技术基本理论为基础,基于二极管DMK2308,在HFSS（High Frequency Structure Simulator）中建立二极管三维电磁模型并设计了多个频段的毫米波谐波混频器,对89 GHz二次谐波混频器、W波段8（18）次谐波混频器以及E波段（60～90 GHz）6（16）次谐波混频器等器件进行相关研究。本文首先介绍了毫米波谐波混频技术基本理论以及设计方法,详细地阐述了基于平面肖特基二极管设计的毫米波谐波混频器的设计过程,并对如何进行二极管的建模进行了充分的分析,为之后的三款毫米波谐波混频器的设计奠定了基础。其次,在分析了如何改进平面二极管建模的基础上,基于其三维电磁模型设计了W波段的89 GHz二次谐波混频器,结构精巧,仿真与测试结果表明,本振固定45 GHz时变频损耗在84～89GHz优于14dB,最低变频损耗值为9dB,其实测结果与仿真趋势相对吻合。最后,在第3、4章设计的次谐波混频器的基础上,继续采用场路联合仿真法,并通过加入多个回收网络的方式分别设计了W波段8（18）次谐波混频器以及E波段6（16）次谐波混频器。仿真结果表明,W波段前者的变频损耗最大值为32dB,最佳变频损耗值为14dB,后者最大值为46dB,最佳变频损耗值为25dB;E波段6次谐波混频器变频损耗最大值为34dB,最佳变频损耗18dB;E波段16次谐波混频器变频损耗最大值46dB,最佳变频损耗28dB,接近预期指标。
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