毫米波Ka頻段接收器

Abstract

本計畫主要是設計、製造及測量一工作於 Ka-band接受器(Receiver)中的三個重要部分.電路會 用Microstrip line,製造會採用Hybrid circuit technology, 而元件部分會採用MESFET,並且也會嘗試以具有 更高操作頻率,更大輸出功率的HEMT來提高Performance.此Receiver的三部分為:(1)設計製作一混 合器(Mixer),本計畫將採用一種新的Ka-band MESFET( and HEMT)resistive次諧波混合器(Subharmonic mixer)設 計.這種Mixer uses zero drain bias,比Diode mixer具有更 高的Linearity and lower intermodulation.同時它也比 Activemixer更穩定and has higher RF-LO isolation.更由 於次諧波的設計,使得LO-frequency is only half of the frequency needed to pump a fundamentalmixer,在毫米 波頻率LO power不易獲得的情況下此種設計更具吸引力;(2)設計製做一振盪器(Local oscillator, LO), 為了獲得高穩定、低相位雜訊及高共振值的好 處,本計畫將採用介電質共振器(Dielectric resonator, DRO)作為主動MESFET(and HEMT)的共振腔,並 加入一可變電容器(Varactor),藉偏壓來精確的控 制輸出頻率.此計畫預計以兩種結構來完成,並 評估那一型式將以最經濟的情況獲得最大的效 益及功能.第一種稱"雙推式"(Push-push)振盪器,其 好處是輸出端將工作於二階諧波;第二種是採 用單一MESFET(HEMT)做為主動源,後串變容二極體 做為二倍或三倍頻率倍增器.這兩種結構都將 串接"緩衝放大器"以達到輸出功率及降低"負載 拉升"的效應;(3)設計製做一個2*2雙極天線矩陣( Twin-dipole antenna array)用以Quasi-optically接收RF和LO 的能量,並用HEMT做為Mixer來放大IF信號.我們會 先解其Green's function,來得到所需的Antenna的參數 以正確決定出基板厚度,Dipole間距和Matching circuit,以減少Antenna-mixer interface的漏失.