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混频器是通信、雷达、电子对抗等系统的重要组成部分,随着当今通信技术的发展,通信容量的不断扩大,要求混频器在更宽的频带内工作,同时对其变频损耗、隔离度提出更高要求。本文结合微波电路CAD软件,研究并设计了一种超宽带(3-25GHz)、高隔离度(≥45dB)、低变频损耗(四次谐波混频≤29.67dB)的微波巴伦超宽带谐波混频器。 本文设计的谐波混频器工作频率范围为3-25GHz,选用基波混频和谐波混频相结合的设计方式,克服了采用基波混频全频段对本振源要求高、难度大及成本高的缺点。3GHz-6GHz设为低频段,6GHz-25GHz设为高频段,在低频段采用基波混频,在高频段采用射频信号与本振信号的n次谐波进行混频,本振谐波次数可以根据射频信号进行选择,混频器的固定中频信号300MHz。 本课题的主要工作:(1)按中心频率4.5GHz设计出共面微带线巴伦的结构,利用高频场仿真软件AnsoftHFSS完成对巴伦的仿真优化,实现不平衡到平衡的转换;(2)利用微波电路仿真软件ADS对混频器进行基波和谐波分析,通过合理的频谱规划,尽可能的将混频器产生的各种带内组合干扰电平降至最小;(3)采用单平衡混频器的基本原理,使用AEROFLEX公司的MSPD2018-E50型相位检波器,并对混频器整体的变频损耗和隔离度进行了测试,通过调整低通滤波器中的LC值,提高中频输出功率。 设计的谐波混频器混频频率范围宽,在整个信号频率范围内变频损耗的实测结果满足设计要求,各端口之间具有很高的隔离度,测试结果与仿真结果吻合。最终实现的变频损耗为:7.6dB(基波混频),16.6dB(二次谐波),24.5dB(三次谐波),29.6dB(四次谐波)。谐波混频器端口之间的隔离度为RF-LO:45dB;LO-IF:66dB;RF-IF:57dB。