双平衡二极管混频器的设计

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇双平衡二极管混频器的设计范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：应用ADS软件设计双平衡二极管混频器，采用微带线对端口进行匹配。并用谐波方法对设计电路进行了谐波分析。最后给出了设计电路的性能参数。

关键词：混频器；射频电路；ADS；二极管

中图分类号：TM 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）06-0342-01

1 引言

随着第三代移动通信技术的发展成熟以及蓝牙技术的日益普及，全球众多相关公司和研究部门都投入了相当多的人力和物力资源来研究无线通信技术。混频器就是无线通信中相当重要部分之一。已经广泛应用在手机，卫星通信，基站，雷达，导弹制导系统，军事通信系统，数字无线通信系统。混频器对电子系统的性能，尺寸，重量和成本有着决定性的影响。发展小型化，高性能的混频器有相当重要的实际意义。［1-2］

2 应用ADS设计混频器

2.1 主要技术指标

本振功率0dBm，射频功率-20dBm；隔离度：本振和射频端口隔离度-25dB以下，本振和中频输出端口隔离度-25dB以下；变频损耗7dB左右；端口反射系数：射频端口在1.95GHz处反射系数-20dB以下，本振端口在2.15GHz处反射系数-25dB以下。

2.2 电路设计及各端口性能参数

建立双平衡二极管混频器电路原理图，三个端口采用微带线为之匹配。并按照电路设计参数为端口电源设定参数，如图2-1所示。启用ADS的仿真功能，得到三个断口反射系数曲线和端口隔离度如图所示。

图2-1 双平衡二极管混频器原理图

由图2-2可知，S（1,1）在频率为1.95GHz时，满足反射小的要求，同样，由图2-3，本振频率在2.15GHz时，其端口反射小于-20dB，满足设计要求，而中频输出等于射频减去本振，为200MHz，从图2-4可知，中频输出端口在频率为200MHz时的端口反射也很小。S（3,1）表示1端口向3端口的传输系数，从图2-5可以看出，传输是满足要求的。另外，1端口和2端口，以及2端口和3端口之间的隔离度也是需要考虑的因素。同样，可以从仿真结果中得出三个端口之间的隔离度。如图2-6所示。由图可见，S(2,3)，S(1,2)在1~3GHz范围内都是很小的，表明端口之间的隔离度好，少有信号之间的泄漏。

从以上分析可知，设计的射频1.95GHz，功率为-20dBm，本振2.15GHz，功率为0dBm的双平衡二极管混频器满足指标。

2.3 谐波分析及变频损耗

采用ADS谐波分析方法对电路进行仿真分析，显示本

振信号、射频输入信号以及中频输出信号的频谱图。分别如图2-7，2-8，2-9所示。

由图2-7可看出，本振信号在频率为2.15GHz的处，信号功率最大，为防止其他频率点的信号产生干扰，可再本振端口设计滤波器，滤除不需要的频率成分。同样，由图2-8可见，可在射频端口设计滤波器，消除其他频率信号，保留有用信号。在中频输出端口，如图2-9所示，有用信号频率为200MHz，其他干扰信号可设计滤波器将其滤掉，得到需要的纯净的有用信号。

混频器的变频损耗定义是：混频器输入端的微波信号功率与输出端中频功率之比。［3-5］

本设计的混频器变频损耗由射频功率（单位dB）减去中频输出信号功率（单位dB）等于5.618dB。（见图2-7和图2-8）

4 结论

本文主要是对双平衡二极管混频器电路进行优化设计，并通过谐波仿真分析其性能，在各端口加上匹配电路后，混频器各端口的反射系数都能达到预期的目标。本论文的目的在于通过设计优化混频器电路，掌握电路的优化设计方法，同时对设计电路的性能进行了的分析。

参考文献

［1］W.AlanDavis,KrishnaK.Agarwal编著.射频电路设计［M］.北京：机械工业出版社，2005.

［2］常永宏编著．第三代移动通信系统与技术［M］.北京：人民邮电出版社，2002.

［3］Octavius Pitzalis and Paul Wang，“Simulating the Intermodulation and Conversion Loss Characteristics of a Microwave Mixer”，MSN，March 1987.

［4］Reinhold Ludwig，Pavel Bretchko著.王子宇等译.射频电路设计－理论与应用［M］.北京：电子工业出版社，2002.

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”