毫米波上变频组件设计与测试

"毫米波上变频器的设计和测试，作者徐荧，电子科技大学物理电子学院，该组件将15GHz的本振信号倍频至30GHz，并与5GHz的本振信号上变频至35GHz，输出功率达15dBm，1dB压缩点为10dBm，本振隔离度超过30dB，幅频特性在250MHz带宽内小于0.1dBm的波动。" 本文深入探讨了毫米波上变频器的关键技术和应用，特别是在当前通信领域对高频谱资源的需求日益增长的背景下。毫米波通信因其广泛的频谱资源和高数据传输能力，成为未来无线通信系统的重要组成部分。然而，直接生成毫米波信号的技术挑战促使研究人员发展上变频器技术，它能将中频信号转换到毫米波频段。 上变频器的核心包括本振倍频源和上变频器两部分。本振信号首先通过一个由GaAs PHEMT（磷化镓高电子迁移率晶体管）组成的倍频器，实现频率从15GHz提升至30GHz，并进行放大。接着，这个高频本振信号与另一个5GHz的本振信号在GaAs双平衡二极管中进行混频，产生35GHz的上变频信号。这个信号随后经过选频网络过滤，确保所需的频率成分得到保留，同时降低不需要的干扰和噪声。最终，经过低噪声放大器的进一步放大，信号通过8mm矩形波导输出。 在性能指标方面，该上变频器在小信号输入时，1dB压缩点的输出功率达到了10dBm，表明其具有良好的线性性能。此外，250MHz的带宽内，幅频特性保持在0.1dBm的稳定范围，这意味着在整个频率范围内，信号的幅度变化非常小，保证了信号质量的一致性。本振隔离度超过30dB，确保了输入本振信号不会对输出信号造成干扰，提高了系统的整体性能。 论文还提到了设计中的关键组件，如低噪声放大器，它们在不同阶段分别负责提升本振信号的功率和放大输出信号。为了满足本振信号的功率需求，第一级、第三级和第七级均配置了低噪声放大器，以确保足够的泵浦功率。最后一级放大器则需要具备较高的1dB压缩点，以提供足够的RF输出功率，考虑到对脊鳍线过渡的插入损耗，确保最终输出功率满足设计要求。 这篇论文详细介绍了毫米波上变频器的设计方法和实验结果，为毫米波通信系统的设计提供了重要的理论和技术支持。通过优化组件性能，实现了高效、稳定的上变频过程，有助于推动毫米波通信技术的发展。