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混频器作为现代无线通信系统中的重要组成部分,其性能的好坏会直接影响整个通信系统的优劣。自100多年前混频器被发明以来,其在当代通信系统中的应用越来越广泛。因此,对混频器的研究具有重要的意义。本文主要依据自激混频器理论,研究并设计了无需外部振荡源的单管自激混频器,并以此为基础,完成了C与Ku波段镜像抑制混频器的设计。本文中的单管自激混频器不仅能够起到混频的作用,还能够自激产生本振信号,从而降低了混频器对外部本振源的依赖。首先,为了使混频器能够自激产生振荡信号,本文根据并联反馈式振荡器的基本原理,采用基片集成波导谐振器作为选频网络,实现了振荡频率为9.9GHz左右的振荡器。然后,本文在振荡器中加入射频输入端口和中频输出端口,并对两个端口的匹配网络进行设计,实现了单管自激混频器。最后,通过在自激混频器的射频输入端接入镜像抑制滤波器,完成了C与Ku波段镜像抑制混频器设计。实物测试结果表明,当漏极直流电压为2.5V,源极直流电压为-0.35V,输入信号频率范围为6.9GHz-8.0GHz时,射频与中频端的隔离度大于26dB,变频增益大于2.1dB,镜像抑制度大于38dB。为了使自激混频器产生的振荡信号性能更好,本文对振荡信号进行了锁相。首先通过在基片集成波导中加载变容二极管,使振荡信号能够在9.92GHz±21MHz的频率范围内电压可控。然后,将这个可调谐的自激混频器与分频器、锁相芯片、环路滤波器联合起来,在ADISimPLL仿真软件中完成锁相电路的仿真。最后,通过稳压芯片为锁相电路提供直流电源,进而完成整个电路的设计。实测结果表明,当输入频率为7GHz-8.4GHz时,变频增益大于2.3d B,相噪为10kHz@-87.7dBc/Hz、100kHz@-107.7dBc/Hz and 1MHz@-113.3dBc/Hz。本文采用了多种仿真软件进行自激混频器、镜像抑制混频器以及锁相电路的设计。经过仿真和优化,采用PCB工艺对其加工,进而得到最终的电路实物。通过测试,其结果与仿真结果是吻合的,从而验证了本文设计方案的可行性,以及理论分析的正确性。