应用于汽车雷达的X波段二倍频器

(重庆邮电大学 光电工程学院,重庆 400065)

近年来,随着生活水平的提高,道路上的汽车越来越多,由此带来的交通安全问题逐渐成为社会关注的焦点。作为一种交通预警装置,汽车雷达是降低交通事故的首选设备。目前市场上对高性能、低成本的汽车雷达的需求越来越迫切[1]。

相对应地,汽车雷达用毫米波频率源成为了研究热点[2]。目前,24 GHz与77 GHz为常见的汽车雷达频段,此频段毫米波信号源主要通过对稳定的微波信号进行多次倍频来获取[3]。然而直接对微波信号进行多倍频会导致倍频效率和输出功率均较低的问题。相比之下,选择先将微波信号进行二倍频,再以此信号驱动下级倍频器实现四倍频成为了比较主流的毫米波信号源获取方式。文献[4]介绍了一种在12 GHz频率源后串接K波段二倍频器来获取24 GHz频率源的方法,但12 GHz频率源相对于6 GHz频率源来说成本偏高。本文基于6 GHz频率源设计X波段倍频器,以降低获取12 GHz频率源的成本。

目前,毫米波倍频器主要以二极管倍频器为主,文献[5]介绍了一种180～190 GHz固态平衡式无源二倍频器,倍频损耗最小为16.8 dB,最大为22 dB。文献[6]则介绍了一种140～152 GHz二倍频器,在20 dBm的输入功率下输出6 dBm。这两个二倍频器均是基于二极管进行设计的,具有宽带应用的特性,但本次设计的X波段倍频器为24 GHz倍频器的前驱倍频器,要求X波段倍频器为窄带倍频器,同时对谐波抑制良好,因此选择FET倍频器作为设计主体。文章通过对FET倍频器的设计原理进行分析,使用仿真软件基于NEC公司的MESFET,通过软件设计与硬件调试相结合的方式设计出应用于24 GHz汽车防撞雷达的前驱二倍频器。……