采用90度支线耦合器设计单平衡混频器(2)
如果我们从混频器使用的非线性器件类别这一角度来分析混频器之间的区别。
可以发现如果采用无源的非线性器件这一类大多都是二极管。无源的二极管种类极其丰富，适用的场合也各有细分。其中包括包括变容管、梁式引线二极管、肖特基势垒二极管这三种最为常用的二极管。需要特别指出的是肖特基势垒二极管是工作在微波毫米波段最为常用的一类元器件。由其构成的混频器通常具有明确的设计、简洁的电路结构、大规模电路易于集成、复杂条件下工作稳定、性能优越等特点。以目前的微波毫米波混频器设计中肖特基势垒二极管占据的市场份额，也佐证了其良好的工程性能。该类型混频器的缺点源于无源器件本身，因为一定无法避免少量的变频损耗。为了拓展工作带宽，常常在工程应用中使用多个二极管首尾连接组成的混频电路，使其工作带宽可以拓展至几倍乃至几十倍的频程。
相反的，采用有源器件如晶体管或场效应管设计混频电路最吸引人的一点即是可以提供一定的变频增益。随之而来的问题是有源器件的正常工作离不开额外的直流偏置供应。导致混频器的电路结构相当复杂，设计混频器时需要考量的额外因素相应增多，设计难度也大大增加。
最为直观的分类混频器的方式莫过于通过电路结构来进行分类。目前的主流混频器可以分为两大类：首先是电路的结构相对简单的单端混频器，顾名思义，其电路结构上只采用单个混频管就可以完成混频，与另几种混频器相比较，成本可以控制得非常低，但与此同时暴露出了抑制干扰能力极差的问题，造成噪声系数非常不理想，所以只在毫米波与亚毫米波频段运用比较广泛。另一大类，也是目前的主流混频器结构被称为平衡混频器，其电路结构上由两个或四个特性相同的混频管组成平衡电路，继续细分还可以根据平衡结构的复杂程度分为单平衡混频器与双平衡混频器两种。之所以使用平衡结构，是因为混频器借助于平衡电桥，可以抵消本振中的调幅噪声，又可以使得射频信号与本振之间相互隔离。其中单平衡混频器的中频输出功率比单端混频器大幅增强，其动态范围更宽意着更大的输出功率，其变频损耗普遍可以改善6dB，且组合频率干扰可以降低一半。；另一种双平衡混频结构还在单平衡混频结构的性能之上。因为独特的双品衡电桥设计，可以对所有本振与射频信号的偶次谐波进行抑制，在三个端口之间更好的隔离度，变频损耗改善6dB，更宽的工作频带和更大的信号动态范围等优点。
1.2 国内外研究现状
1.3 本论文的主要工作
随着现代通信系统的频率不断向高频发展，对于各式高频混频器的需求也大量增加，各种创新的微波混频器结构设计大量涌现。纵观各类混频器设计，基于微带线设计的混频器占据了很大一部分的市场。微带混频器节约空间、生产周期短，与其他模块连接较为容易。考虑到电路板印制技术已经相当成熟的今天，在介质基片上蚀刻微带电路，可以让其成本在批量生产中大大降低。所以本次毕业设计就选择了目前最为主流的微带型混频器，希望通过与微带与同轴电缆相连接的的方案实现对可能制作出来的样片进行实际测量。本次毕设使用Agilent公司的ADS(Advanced Design System)2009来完成混频器在集成设计环境中的电路设计，并结合Momentum计算机辅助设计工具，对一些可以建立版图进行二文半电磁场仿真的模块仿真，并在版图中尝试图形优化。预期达到如下技术指标：
本振频率：10 GHz
射频输入：9~10 GHz
中频输出：1 GHz
变频损耗：≤15 dB
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