【摘 要】
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近些年，随着无线通信技术的飞速发展，毫米波信号源在遥感、医疗、成像、探测等领域得到了广泛应用。毫米波信号源作为无线发射机射频前端最关键的模块，其研究一直以来都是射频通信领域的焦点。纵观毫米波信号源的发展历程，其研究主要围绕如何提高输出功率、带宽和频率纯度等各方面的性能指标展开。受集成电路工艺的限制，直接通过振荡器获取的信号源输出功率低、带宽窄、稳定性较差，从而限制了整个毫米波系统的性能。因此，可通
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近些年，随着无线通信技术的飞速发展，毫米波信号源在遥感、医疗、成像、探测等领域得到了广泛应用。毫米波信号源作为无线发射机射频前端最关键的模块，其研究一直以来都是射频通信领域的焦点。纵观毫米波信号源的发展历程，其研究主要围绕如何提高输出功率、带宽和频率纯度等各方面的性能指标展开。受集成电路工艺的限制，直接通过振荡器获取的信号源输出功率低、带宽窄、稳定性较差，从而限制了整个毫米波系统的性能。因此，可通过工作在较低频率的振荡器结合倍频链路的方式来获取高频下性能稳定的信号源。本文对毫米波倍频的关键设计技术进行深入研究，提出了一种具有高倍频增益、高输出功率和高谐波抑制比的宽带毫米波四倍频链路，为高性能毫米波信号源的实现提供了参考。本文的主要工作与创新性成果如下：
(1)针对高频下传统有源巴伦输出端幅度与相位失配问题，提出一种幅度相位间接纠正技术，实现对幅度与相位误差的同时纠正，并在此基础上提出一种应用于倍频链路的新型毫米波有源巴伦结构。巴伦的3-dB带宽为105-128GHz，输出端口间的幅度误差小于0.4dB，相位误差小于5°。
(2)研究并设计一种改进的跨导增强双推型平衡式倍频结构，通过改变差分输入信号的驱动方式，增加输入信号的摆幅，从而增大倍频增益，同时提高了倍频器的基波与奇次谐波抑制性能，倍频增益大于-4dB，基波与奇次谐波抑制比大于30dBc。
(3)研究并提出一种230GHz四倍频链路实现方案。基于以上两方面研究，提出一种结合单管式倍频与平衡式倍频的四倍频链路，并将有源巴伦应用于倍频链路之中，从而设计出一款高倍频增益、高输出功率和高谐波抑制比的宽带毫米波四倍频链路。链路的3-dB带宽为210-256GHz，相对带宽为19.7%，最大倍频增益为-0.55dB，饱和输出功率高于-0.5dBm，各谐波抑制比均大于20dBc。
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