微波混頻器的時(shí)域譜元分析.pdf

1、混頻器在通信、雷達(dá)、制導(dǎo)等方面有著廣泛的應(yīng)用。它的性能直接影響到整個(gè)接收機(jī)系統(tǒng)的好壞。所以，在設(shè)計(jì)階段如何對(duì)混頻器進(jìn)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(hào)-小信號(hào)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(dāng)頻率升高時(shí)，傳統(tǒng)的分析方法無法將微波電路中復(fù)雜的電磁影

2、響以及交叉耦合考慮進(jìn)去。這就需要使用全波分析法在混頻器電路設(shè)計(jì)的前期確保封裝電路和電路系統(tǒng)的電磁響應(yīng)的正確性。為了有效地對(duì)混頻器結(jié)構(gòu)的三維電磁場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值建模仿真，開發(fā)快速而精確的電磁計(jì)算方法一直是研究人員的關(guān)注重點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，本文基于電磁場(chǎng)數(shù)值算法出發(fā)，研究了擴(kuò)展的電磁場(chǎng)-電路耦合的時(shí)域譜元方法(SETD)，并將這些技術(shù)應(yīng)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(shí)域譜元法(SETD)是國(guó)際上一種比較新穎

3、的時(shí)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(yīng)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(shí)域電磁場(chǎng)，電路混合算法，稱為擴(kuò)展的SETD方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(gè)非線性等效電路表征，同時(shí)考慮了混頻二級(jí)管和外圍電路之間的電磁耦合。另外還采用矩陣重排技術(shù)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(duì)不同結(jié)構(gòu)的單端、單平衡、雙平衡混頻器進(jìn)行