毫米波超宽带混频器：次谐波混频技术新突破

"采用次谐波混频技术的毫米波超宽带混频器研制* (2014年)，作者李凯，发表于《电讯技术》2014年第3期，doi:10.3969/j.issn.1001-893x.2014.03.017" 本文主要介绍了毫米波超宽带混频器的一种新设计方法，该方法采用了次谐波混频技术，并结合了宽带匹配滤波电路。这种设计策略显著降低了本地振荡器（LO）的制作复杂度，同时还能扩大中频带宽。通过使用高频场仿真软件和谐波平衡仿真软件，作者成功地研发了适用于K频段和Ka频段的两个超宽带次谐波混频器。 对于K频段混频器，其本振频率固定在15 GHz，射频频率范围在18到26.5 GHz之间变化时，变频损耗保持在10.7 dB以下，最佳情况下变频损耗仅为7.5 dB。而Ka频段混频器的本振频率设定为22 GHz，射频频率覆盖26.5到40 GHz，其变频损耗不超过11.5 dB，最优时为8 dB。这些测试结果表明，采用次谐波混频技术的混频器性能与传统双平衡混频器相当，验证了所提出设计方案的有效性。 次谐波混频技术是一种非线性信号处理技术，它利用非线性器件（如二极管或晶体管）将射频（RF）信号与本地振荡器（LO）信号混合，产生新的频率成分，这些成分通常包含在输入信号的次谐波频率上。这种技术在毫米波频段尤其有用，因为毫米波频率较高，传统的混频技术可能面临制造和匹配难题。 宽带匹配滤波电路则是为了确保混频器在宽广的频率范围内能有效地工作。它通过优化滤波器设计，使得混频器在整个工作频段内保持良好的输入和输出匹配，从而提高转换效率和降低损耗。 论文中的关键概念包括毫米波、超宽带、次谐波混频和匹配滤波。毫米波是指频率在30 GHz至300 GHz之间的电磁波，广泛应用于雷达、无线通信和遥感等领域。超宽带技术则涉及极宽的频率带宽，提供高速数据传输和高分辨率成像能力。次谐波混频是混频技术的一种，它允许使用较低频率的本地振荡器来覆盖更宽的射频范围。匹配滤波是信号处理中的关键技术，旨在最大化系统效率和信号质量。 这篇论文提出的次谐波混频器设计为毫米波超宽带通信系统提供了新的解决方案，不仅简化了LO源的实现，还拓宽了中频带宽，为毫米波领域的研究和应用带来了重要的进步。