随着经济的发展和社会的进步,传统的波段(C和Ku)带宽有限,已不能满足日益增长的市场需求。频率较高的K波段,不仅具有比较宽的可用带宽,而且卫星天线的增益较传统波段高。因此,在保证天线增益值不变的前提下,K波段卫星天线可制造得更加小巧轻便,从而方便拆卸和携带。因此K波段卫星通信技术成为目前工业界研发的重点。本项目研究的K波段收发机作为卫星通信系统中重要的射频单元,在卫星通信系统中发挥着不可替代的作用。无线收发机可以实现收发双工,包括上变频和功率放大部分(简称BUC)以及低噪声放大和下变频部分(简称LNB),本论文的研究对象为K波段无线收发机的LNB部分,即应用于K波段无线通信的低噪声下变频器。本论文首先介绍了低噪声下变频器的基本原理和设计指标,然后分别介绍了低噪声下变频器中有源电路和无源电路的设计,其中无源电路部分的设计包括波导转微带结构、带通滤波器(要求镜像抑制度大于35dBc)以及混频器;有源部分包括低噪声放大器(要求单管增益大于11dB)、介质振荡器(18.25GHz)、直流偏置电路。之后,论文对每一子部分电路的设计原理、参数及设计方法进行了详细论述,并且借助Ansys公司的HFSS软件和Keysight公司的ADS软件对各个部分的射频参数进行了仿真分析。在组装成整机后,通过矢量网络分析仪N5247A测量了低噪声下变频器噪声系数和增益等相关参数。下变频到中频测试结果显示,低噪声下变频器噪声系数典型值低于1.6dB,增益高于56dB,已经达到相关产品设计要求。