Исследование и разработка диодных СВЧ преобразователей частоты

• Автор: Мирзаев, Зайнудин Нурмагомедович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УРОВЕНЬ ТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ СВЧ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ
1.1 Особенности применения микрополосковых диодных преобразователей частоты в аппаратуре СВЧ диапазона
1.2 Анализ методов расчета и проектирования схем и конструкций СВЧ преобразователей частоты
1.2.1 Смесители
1.2.2 Умножители частоты
1.2.3 Многофункциональные преобразователи частоты
1.3 Вопросы автоматизации проектирования СВЧ преобразователей частоты
1.4 Выводы - задачи исследования
ГЛАВА 2 РАСЧЕТ И АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВЧ СМЕСИТЕЛЕЙ
2.1 Смесители проходного типа
2.2 Смесители с диплексером
2.3 Анализ результатов расчёта смесителей
2.4 Выводы
ГЛАВА 3 РАСЧЕТ И АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВЧ
УМНОЖИТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ
3.1 Балансный удвоитель частоты на ДБШ
3.2 Балансный утроитель частоты на ДБШ
3.3 Выводы
ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ДИОДНЫХ СВЧ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ
4.1 Смесители проходного типа, смесители с диплексером
4.2 Удвоители частоты на ДБШ
4.3 Утроители частоты на ДБШ
4.4 Многофункциональные ГИС на базе умножителей частоты
4.4.1 Умножитель частоты 0,5-16 ГГц
4.4.2 Умножитель частоты на 32 ГГц, 48 ГГц, 44 ГГц
4.5 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ Результаты расчета и оптимизации смесителей различных диапазонов

В технике измерений на СВЧ постоянно повышаются требования к радиоизмерительной аппаратуре. Необходима высокая точность, освоение более высоких частот, широкополосность и быстродействие. В последние годы благодаря развитию преобразователей частоты разрабатываются новые СВЧ устройства.
Преобразователи частоты это входные приемные устройства, преобразующие спектр частот СВЧ сигналов в сравнительно низкочастотный диапазон промежуточных частот, или выходные устройства, преобразующие информационные сигналы из низкочастотной области в СВЧ диапазон для передачи к измеряемому объекту.
Наибольшее распространение получили диодные преобразователи частоты. До настоящего времени они являются основным типом преобразователей частоты в радиоприемных устройствах (РПУ) и аппаратуре см- и мм-диапазонов длин волн благодаря меньшему уровню шумов и более высокому быстродействию по сравнению, например, с транзисторными преобразователями.
Из всего многообразия диодных преобразователей частоты, в настоящей работе рассматриваются следующие устройства: смесители, умножители частоты и многофункциональные преобразователи частоты. Эти устройства позволяют расширить частотный диапазон, увеличить широкополосность, повысить чувствительность, расширить динамический диапазон аппаратуры, которые способствуют дальнейшему прогрессу в совершенствовании техники средств связи, в исследованиях и разработках элементов полупроводниковой электроники, в технике антенных измерений, в разработках аппаратуры СВЧ диапазона.
Использование смесителей для супергетеродинных приемников диапазона СВЧ позволяет получать характерные промежуточные частоты

водки схемы.
Кроме того, для успешного выполнения задач проектирования СВЧпреобразователей частоты разработчик должен обладать достаточной квалификацией и опытом в разработке СВЧ устройств.
Современное состояние проблемы проектирования СВЧ устройств можно охарактеризовать следующим образом:
1) Систематические методы синтеза разработаны только для ограниченного класса пассивных цепей на сосредоточенных и распределенных элементах (фильтров, СЦ и цепей связи, трансформаторов импеданса, разветвителей и сумматоров, гибридных устройств и т.д.), которые используются как составные части активных устройств. Этим методам свойственны существенные ограничения. В частности, они не учитывают или недостаточно учитывают взаимодействие пассивных цепей с активными приборами, что не позволяет реализовать при синтезе полный комплекс требований к активному устройству. Кроме того, часто не в полной мере учитываются условия конструктивной реализуемости цепей на СВЧ.
2) Для активных СВЧ устройств разных классов разработано большое количество частных методик расчета в предположении, что структура устройства (т.е. способ соединения АЭ и пассивных СЦ или КЦ, структура самих КЦ) известна. Эти методики чаще всего, однако, не обеспечивают полного и оптимального проектирования устройств, так как не учитывают полный комплекс показателей качества, используют упрощенные модели АЭ и различные допущения, охватывают только отдельные частные структуры (варианты) устройств (обычно наиболее простые).
3) Для большинства практически используемых структур СВЧ активных устройств не решен вопрос о предельно достижимых характеристиках как на отдельных фиксированных частотах, так и в полосе частот.
В последнее время зарубежные фирмы проявляют большой интерес к созданию программ структурного синтеза пассивных и активных ВЧ/СВЧ