W波段八次諧波混頻器設計

　　對脊鰭線的兩個金屬鰭按照余弦平方逐漸漸變成微帶線：

　　這里W(x)是漸變線寬，標準波導BJ900窄邊寬b=1.27mm，50歐姆微帶線寬w=0.38mm，漸變段總長L=6.5mm。

　　制作在基片正反面的兩個漸變鰭線構成了一圓弧形諧振區，諧振區內的金屬塊用來抑制諧振，確保衰減極點偏離有用頻帶。調整諧振區長度，使衰減極點落在84GHz(本振7次諧波)，這樣既使衰減諧振極點避開設計頻段90GHz～100GHz，同時還抑制了本振的7次諧波。對脊鰭線上下兩邊間斷的通孔條帶用來支撐基片，并能阻斷縱向電流的傳播，從而降低損耗。插入損耗的仿真結果如下：

　　圖4 波導-微帶過渡

　　由圖衰減極點落在84GHz，在90GHz～100GHz范圍內，插入損耗小于0.2dB，實現了射頻信號由波導到微帶的過渡。

　　3.2 射頻帶通濾波器設計

　　對于射頻輸入端，要求通過射頻信號90GHz～100GHz，中心頻率94Ghz。主要抑制中頻2GHz，本振12GHz，本振奇次諧波36GHz、60GHz、84GHz、108GHz等，射頻與偶次本振的諧波22GHz、46GHz、70GHz等。

　　常用的平行耦合帶通濾波器通帶窄、帶內損耗大。若要展寬通帶，需要增加耦合階數，而這又增加了通帶內插入損耗。優化的三階平行耦合帶通濾波器在90GHz～100GHz范圍內插入損耗達到2～8dB，已不滿足設計要求。

　　這里對平行耦合帶通濾波器進行改進，如圖5。耦合線由橫向伸展改為縱向伸展，既增加了平行線相互之間的耦合，減小了通帶內的插入損耗，同時還使濾波器結構更加的緊湊，減小了尺寸，降低對尺寸加工誤差敏感度。

　　圖5 改進型帶通濾波器結構圖

　　通過仿真，耦合線寬越細、耦合縫隙越小，則通帶頻帶越低，通帶插入損耗越小，考慮到現有加工精度，耦合線寬和耦合縫隙都取0.15mm。耦合線越長，則通帶頻帶也越低，通帶插入損耗越小，為通過90GHz～100GHz，耦合線長取0.54mm。仿真結果如下：

　　圖6 射頻帶通濾波器仿真結果

　　90GHz～100GHz范圍內通帶插入損耗小于2dB，比平行耦合濾波器有很大改善。