微波混頻器的時域譜元分析.pdf

1、混頻器在通信、雷達、制導等方面有著廣泛的應用。它的性能直接影響到整個接收機系統(tǒng)的好壞。所以，在設計階段如何對混頻器進行精確的數(shù)值仿真顯得尤為重要，也是人們一直研究的課題。
　　 傳統(tǒng)分析混頻器的方法諸如諧波平衡法、變換矩陣法（大信號-小信號分析法）等，雖然能夠很好的分析混頻電路部分的非線性特性，該方法的精度主要取決于集總和分布參數(shù)電路元件的參數(shù)提取以及所選最高諧波的次數(shù)。但當頻率升高時，傳統(tǒng)的分析方法無法將微波電路中復雜的電磁影

2、響以及交叉耦合考慮進去。這就需要使用全波分析法在混頻器電路設計的前期確保封裝電路和電路系統(tǒng)的電磁響應的正確性。為了有效地對混頻器結構的三維電磁場進行數(shù)值建模仿真，開發(fā)快速而精確的電磁計算方法一直是研究人員的關注重點。為實現(xiàn)這個目標，本文基于電磁場數(shù)值算法出發(fā)，研究了擴展的電磁場-電路耦合的時域譜元方法(SETD)，并將這些技術應用于微波毫米波電路尤其是有源非線性電路的電磁分析中。
　　 時域譜元法(SETD)是國際上一種比較新穎

3、的時域方法，該方法采用曲面六面體離散，而且具有顯式求解特性。但傳統(tǒng)的SETD方法不能直接應用于非線性電路的分析。因而本文基于SETD提出了一種新的時域電磁場，電路混合算法，稱為擴展的SETD方法，實現(xiàn)了對微波混頻器的快速分析。該方法把混頻管的物理特性用一個非線性等效電路表征，同時考慮了混頻二級管和外圍電路之間的電磁耦合。另外還采用矩陣重排技術保留了傳統(tǒng)SETD方法的顯式求解特性。使用該方法成功地對不同結構的單端、單平衡、雙平衡混頻器進行