【摘 要】
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射频接收机是微波应用系统中的关键功能电路。常规的变频式接收机都需要一个独立的本振源来提供本振信号,以完成与射频输入信号的下变频。而自振荡混频接收机则通过有源器件在特定工作条件下的振荡产生本振信号,同时利用有源器件的非线性特性完成混频,避免了独立本振源的使用,因而在成本、功耗、结构方面具有显著的优势。另外,如果将自振荡混频过程中的振荡信号加以复用,不仅利用其做内部本振信号以实现混频,还将其引出以作为
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射频接收机是微波应用系统中的关键功能电路。常规的变频式接收机都需要一个独立的本振源来提供本振信号,以完成与射频输入信号的下变频。而自振荡混频接收机则通过有源器件在特定工作条件下的振荡产生本振信号,同时利用有源器件的非线性特性完成混频,避免了独立本振源的使用,因而在成本、功耗、结构方面具有显著的优势。另外,如果将自振荡混频过程中的振荡信号加以复用,不仅利用其做内部本振信号以实现混频,还将其引出以作为射频发射信号,这样就可以利用一个有源器件,同时实现发射与变频接收。本文即围绕这一思路开展相关工作,论文主要研究内容包含以下两个部分:（1）设计了一款X波段自振荡混频器（Self-oscillating Mixer,SOM）,对所选的场效应（Field Effect Transistor,FET）器件（NE3210S01）的高频性能、电路设计方法以及自振荡混频性能进行验证。整个电路基于FET负阻振荡与有源单端混频的工作原理进行设计,并采用ADS软件结合HFSS软件对电路进行仿真与迭代优化。实际测试结果显示,所设计的自振荡混频器的振荡频率为9.55GHz,在射频输入信号为10.0～10.8GHz的频率范围内,变频增益约为1.9～4.8d B,中频端测得中频谐波抑制大于20d B。测试结果验证了所选器件、设计方法在X波段开展SOM相关电路设计的可行性。（2）提出了一款采用单个FET器件同时实现发射与接收功能的X波段收发电路。该电路中自振荡能量的一部分作为本振信号与输入信号进行下变频,另一部分自振荡能量作为发射信号。在FET管的漏极使用双工器对发射信号及中频信号进行分离输出。实际测试结果显示,该收发电路的发射信号频率为10.12GHz,发射信号功率为0.16d Bm,相位噪声为-97.79d Bc/Hz@10KHz（仿真值）。当射频输入信号的频率在10.5～11.1GHz的范围内,测得的变频损耗约为0.9～3.3d B,中频端测得中频谐波抑制大于20d B,对自振荡信号抑制大于40d B。测试结果表明,基于单FET器件同时实现点频信号的发射与带通信号的接收是具有可行性的。
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