毫米波技术在军事电子领域占有重要地位,毫米波器件和设备均属西方发达国家对我国实行禁运的范围,发展毫米波技术对国防建设意义重大。本文对三毫米波二倍频器进行了研究,其目的是将系统另一模块提供的频率为46.72GHz的输入信号倍频到频率为93.44GHz的三毫米波信号输出。倍频器要求尽可能高的输出功率。倍频器的核心非线性器件是变容二极管,整个电路采用微带实现,输入信号通过低通滤波器,以阻止二次谐波返回输入回路,经输入端匹配枝节激励变容二极管。二极管产生的二次谐波信号经输出匹配电路、微带-波导过渡,由三毫米标准矩形波导输出。输入匹配电路对基波等效为开路,对其它频率等效短路;输出匹配电路对基波等效为短路,对其他频率开路。输入端滤波器采用高低阻抗七节契比雪夫型低通滤波器,考虑加工工艺的限制,令滤波器高阻抗为90Ω,低阻抗为20Ω。在HFSS中对其建模,仿真得通带内47GHz处对应的传输损耗S21为-0.38dB,带外60GHz处对S21应为-32dB。根据变容二极管的C/V特性曲线及其他给定的参数,拟合出等效模型的特性参数。利用获得的二极管模型和拟合的参数,使用商用的EDA仿真软件ADS设计该倍频器,通过软件中集成的谐波平衡法对倍频器做大信号仿真,得到其输入输出阻抗并进行阻抗匹配。输出端过渡采用微带-波导探针过渡,在HFSS中对其建模,仿真得在93GHz处对应的传输损耗S21为-0.19dB,电压驻波系数1.2。最后将输入滤波器、输入输出匹配枝节、变容二极管和输出过渡进行联合仿真,并对设计的倍频器进行了整体优化。经测试和计算,在93.44GHz,有-3dBm的输出功率。