X波段平衡混频器

学院：专业：姓名：X波段平衡混频器毕业设计期末答辩模型设计初建仿真优化模型确立文献学习综述加工测试第一次设计设计指标射频频率：9.41GHz±100MHz变频损耗：小于15dB本振射频隔离度：大于10dB本振频率：9.3GHz3按部就班模型建立报告检查重新设计模块设计匹配电路分支线定向耦合器低通滤波器有条不紊电路概念模型模型建立报告检查重新设计模块设计3dB分支线电桥模型建立报告检查重新设计模块设计3dB分支线电桥模型建立报告检查重新设计模块设计仿真结果五阶微带低通滤波器模型建立报告检查重新设计模块设计五阶微带低通滤波器模型建立报告检查重新设计模块设计仿真结果匹配电路模型建立报告检查重新设计模块设计匹配电路模型建立报告检查重新设计模块设计仿真结果电桥数据导入模块模型建立报告检查重新设计模块设计再次仿真模型建立报告检查重新设计模块设计整体电路---原理图报告检查重新设计模块设计模型建立原理图仿真模型建立报告检查重新设计文献综述变频损耗符合指标第一次对单平衡混频器的试探性、练手设计是合格的，得到了老师的肯定，为接下来的利用环形桥设计混频器打下了良好基础。模型建立报告检查重新设计文献综述第二次设计设计指标射频频率：9.41GHz±100MHz变频损耗：小于15dB本振射频隔离度：大于10dB本振频率：9.3GHz17模型建立生成版图加工、测试模块设计HFSS设计环形桥模型建立生成版图加工、测试模块设计环形桥模型建立生成版图加工、测试模块设计仿真结果模型建立生成版图加工、测试模块设计S参数模型建立生成版图加工、测试模块设计五阶微带低通滤波器模型建立生成版图加工、测试模块设计仿真结果整体电路---原理图生成版图加工、测试文献综述模型建立仿真生成版图加工、测试文献综述模型建立ADS版图模型建立生成版图加工、测试文献综述版图和原理图整体联合仿真模型建立生成版图加工、测试文献综述联合仿真结果模型建立生成版图加工、测试文献综述联合仿真结果模型建立生成版图加工、测试文献综述如上仿真曲线图所示,中频输出功率大约为-25.08dBm—-25.46dBm,射频输入功率给定为-20dBm，则可计算出变频损耗只有5dB多一点，同样满足指标要求。CAD版图(详细尺寸图)模型建立生成版图加工、测试文献综述CAD版图(详细尺寸图)模型建立生成版图加工、测试文献综述上图中，详细标注了各个微带线的尺寸。环内径4.4mm，各臂宽度0.6mm，四个外口宽度为1.14mm。所设计的一对用于回收射频能量的扇形短路块角度为90度，半径为4.92mm。其前面的缺口为预留给两个二极管的，二极管前后的阻抗匹配采用长度分别1.7mm和1.3mm的，宽度为0.8mm，特征阻抗约为60Ω的两端微带线。中频引线采用宽度为0.25mm，特征阻抗约为100Ω的高阻线。由于射频输入端口从中频中间引出，故设计上留有两个边长为1mm的正方形焊盘，以便焊接跳线。CAD加工版图模型建立生成版图加工、测试文献综述CAD腔体版图(仅做设计)模型建立生成版图加工、测试文献综述模型建立生成版图加工、测试文献综述实物加工、焊接：加工实物选用的基片为TaconicRF-35基片，其介电常数为，基片厚度为0.508mm。往返加工共费时一周，回来的基片只是个半成品，需要做最后的焊接才能成为成品。二极管两端用烙铁焊接在各自端口的微带线上，将跳线两端分别焊在两个焊盘上完成对中频引线的连接，本振、射频、中频三个端口的转接头都采用SMA接头。焊接好的电路如下图:模型建立生成版图加工、测试文献综述加工焊接好的混频器模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器隔离度的测试测试采用逐点测试的方法，以下两张图为测试现场照片，测试仪器采用的是Agilent8757D毫米波标量网络分析仪，利用其测试了本振到射频端口的隔离度。模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器隔离度测试现场模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器隔离度测试曲线模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器隔离度测试曲线图中CH1通道黄色线是S11参数曲线，CH2通道绿色线是反应混频器隔离度的，从图中可以看出，在9-10GHz范围内，隔离度波动起伏不大，光标定在中心频率9.41GHz处，显示隔离度为35.25dB，优于指标，大于10dB，满足设计要求。但是需要特别注意的是，隔离度本应该是在环形桥接匹配负载的条件下单独去测，但因为整个混频器已经烧制好了，没有办法再去准确测出隔离度，以上的测试方法只能作为参考。模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器变频损耗测试同样测试还是采用逐点测试的方法，对混频器的变频损耗进行测量。射频信号由仪器Agilent83623B产生，本振信号由信号源AgilentE8257D产生，显示终端为毫米波频谱仪Agilent8563EC。下图为混频器变频损耗的测试场景。模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器变频损耗测试现场模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器变频损耗测试曲线模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器变频损耗测试曲线上图中的数据是在射频频率为9.41GH、功率为-20dBm，本振频率为固定值9.3GHz，功率为12dBm条件下所测，中频输出功率显示为-31dBm。因为同轴线处存在损耗，实际算出的中频功率输出为-27.3dBm，即变频损耗为7.3dB。关于变频损耗的测试，因为采用逐点测试的方法，所以所测的个点数据将分别在接下来两个表中展示。模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器变频损耗测试数据记录表1在射频频率为9.41GHz、功率为-20dBm的条件下本振功率(dBm)中频输出功率(dBm)7-27.98-27.759-27.610-27.511-27.412-27.313-27.2514-27.2模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器变频损耗测试数据记录表1从表1中可以看出，随着本振功率的缓慢增加，中频输出功率也在增大，在本振功率从7dBm增加到14dBm的过程中，中频输出功率从-27.9dBm增大到了-27.2dBm。可以看出，变频损耗的变化范围在7.2dB到7.9dB，优于要求的小于15dB的指标。模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器变频损耗测试数据记录表2在本振频率为9.31GHz、功率为12dBm，射频功率为-20dBm的条件下射频频率（GHz)中频输出功率（dBm)9.31-28.059.33-27.79.35-28.59.37-28.09.39-27.59.41-27.49.43-28.19.45-28.59.47-28.09.49-27.49.51-27.45模型建立生成版图加工、测试文献综述混频器变频损耗测试数据记录表2从表2中我们可以看到，射频频率在9.31-9.51GHz的范围内时，中频输出功率变化范围很小，一直在负的二十七点几到负的二十八点几的范围内变化，可以计算出变频损耗在7-8dB左右的数值内浮动，优于指标所要求的小于15dB。模型建立生成版图加工、测试文献综述总结及误差分析：本ppt叙述了针对之前的设计所加工出的实物的焊接、测试过程，详细描述了关于隔离度、变频损耗的测试，给出了照片及表格资料。通过实物测试，验证了之前在软件上的设计是可行的、满足要求的。参考隔离度在30dB左右，远高于设计指标要求。而变频损耗为7、8dB左右，也比指标要求好的多，但是与仿真相比，确实存在一定量的恶化，通过分析，原因大概有如下几点：1.加工误差。（因为在软件上设计的时候没有保留到小数点后一位，实际加工精度达不到所设计的数值而造成误差。）2.SMA接头接入引入的误差。3.焊接引入的误差。4.测试环境、仪器引入的误差。虽然存在误差，但是因为设计时有足够的余量，所以并不影响最后的成品质量，两项数据都满足指标要求。谢谢