Design of a subharmonic mixer using a single antiparallel diode pair in millimeter wave band

Abstract

Bu tez çalışması, milimetre dalga bandında olan iki analog işaretin analog çarpımıdır. İkinci harmonik karıştırıcı kullanmanın basitliği, yerel osilatör frekansının sadece yarısını gerektirmesidir. Bu tezin metodolojisi antiparalel diyot modelleme, ikinci harmonik karıştırıcı tasarımı, harmonik denge simülasyonu, milimetre dalga bandı devre yapımı ve tasarlanan karıştırıcının ölçülmesidir. Tezin konsepti, RF sinyalini, LO sinyalinin ikinci harmoniğiyle çarparak IF sinyaline çeviren bir ikinci harmonik karıştırıcıdır. Tezin ana hedefleri, ikinci harmonik karıştırıcının özelliklerini ve uygulama alanlarını incelemektir. En önemli tasarım kriteri, olabildiğince makul asgari dönüşüm kaybını sağlamaktır. Aynı zamanda, diğer karıştırıcı özellikleri ise kabul edilebilir seviyede olmalıdır. Tezin bir diğer amacı ise milimetre dalga bandına uygun incelikte bir tasarım süreci tamamlamaktır. Son olarak, bu tez tamamlandıktan sonra milimetre dalga bandında düşük dönüşüm kaybına sahip bir ikinci harmonik karıştırıcı olarak bir ürün ortaya çıkacatır. Bu ürün, tasarım incelikleri sayesinde benzer ticari ürünlere göre daha az maliyetli olacaktırThis thesis covers the analog multiplication of two analog signals which are in millimeter wave band. The simplicity of using subharmonic mixer is that it requires only half of the local oscillator (LO) frequency. The methodology of this thesis is antiparallel diode pair (APDP) modelling, subharmonic mixer design, harmonic balance simulation, implementation of millimeter wave band circuit, measurement of designed mixer. The concept of the subharmonic mixer is that it downconverts the frequency of radio frequency (RF) signal to a lower intermediate frequency (IF) signal by generating the second harmonic of the LO signal. The goals of this thesis are to explore the characteristics and application facilities of the subharmonic mixer. The most significant design criterion is achieving minimum conversion loss. At the same time, other mixer characteristics should be acceptable values compared to commercial products. The other goal of the thesis is to choose a design process which includes subtleties in the millimeter waveband. The final product of this thesis will be a subharmonic mixer which has low conversion loss in millimeter wave band. This product will be low cost compared to similar commercial products thanks to the design subtleties.