微波混频器的时域谱元分析论文.pdf

硕士论文微波混频器的时域谱元分析摘要混频器在通信、雷达、制导等方面有着广泛的应用。它的性能直接影响到整个接收机系统的好坏。所以,在设计阶段如何对混频器进行精确的数值仿真显得尤为重要,也是人们一直研究的课题。传统分析混频器的方法诸如谐波平衡法、变换矩阵法()等, 虽然能够很好的分析混频电路部分的非线性特性,该方法的精度主要取决于集总和分布参数电路元件的参数提取以及所选最高谐波的次数。但当频率升高时,传统的分析方法无法将微波电路中复杂的电磁影响以及交叉耦合考虑进去。这就需要使用全波分析法在混频器电路设计的前期确保封装电路和电路系统的电磁响应的正确性。为了有效地对混频器结构的三维电磁场进行数值建模仿真,开发快速而精确的电磁计算方法一直是研究人员的关注重点。为实现这个目标,本文基于电磁场数值算法出发,(SETD),并将这些技术应用于微波毫米波电路尤其是有源非线性电路的电磁分析中。时域谱元法(SETD)是国际上一种比较新颖的时域方法,该方法采用曲面六面体离散,而且具有显式求解特性。但传统的SETD方法不能直接应用于非线性电路的分析。,称为扩展的SETD方法,实现了对微波混频器的快速分析。该方法把混频管的物理特性用一个非线性等效电路表征,同时考虑了混频二级管和外围电路之间的电磁耦合。另外还采用矩阵重排技术保留了传统SETD方法的显式求解特性。使用该方法成功地对不同结构的单端、单平衡、双平衡混频器进行快速全波仿真。最后用SETD对混频器进行了噪声分析和高功率效应分析。关键词:时域谱元方法(SETD),微波电路,非线性电路,微波混频器,全波分析 Abstract 硕士论文 Abstract Mixersare沥dely used mumcations,radar pe订’omaIlce directly 蚯宅cts the qllality of也e entire receiVer system. As a result,how to accllrate simulatioⅣaccurately simmate mixer inearlydesign isparticularly iInportant andpeople haVe been researcmng on tllesu巧ect sillcetllen. In仃aditional memods toaIlalyze themixers,such aSt11eharmoIlic balaIlcemetllod,t11e 仃aIlsfomm撕x metllod,t11e accuracy ofthemetllod d印ends onp猢eter extraction of 1uInped aIlddis仃ibutedp猢eter circuitelements and廿le 11i曲est order ofh砌011ic selected. As缸1e仔equency iIlcreases,me缸aditional me廿lods can notta:ic efrects of microwaVe circuits,硒weU aS cross—couplillg into requires me usage of fml-wave analysis to en舛嘴:也ecorrec协ess of the ic response of the enc印sulatedcirClli姆aIld t11esystem early inthemixer circuitdesi蹲。To num商cally model tllemixer蛐nJcture oftllree—ic field,deVelopment off-aSta11d accurate elec廿(’mag:Iletic memods have been me focus acllieVe吐1is goal, baSed on t11eEM fieldn啪erical algorimm,tMs tllesiscontains tllesnJdy oftlleextended spec仃al-elemem time domajn memod(SETD),and印plies tllese tecllnologies to吐:Ie microwave a11dmilliIIleter waVe ch℃uits,especially actiVenoIllinear ic analysis. The SETD me也od is a