基于ADS的微波混频器仿真设计
毕业论文关键词 单平衡混频器 ADS 3dB耦合器 谐波平衡法
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Design and Simulation of a Single-Balanced Mixer By ADS
Abstract
The microwave mixer is widely received in various aspects，especially in the mobile communication，radar antenna system and so on. And it’s performance will affect the whole system directly. According to the theory of the microwave mixer，this paper designs a single-balanced microwave mixer，which is including a 3dB coupler，a diode matching network and a low-pass filter, by using Agilent’s ADS software. We design and simulate the electronic circuit by means of Scattering and Harmonic Balance, so that the simulation results comply with the design target after optimization.
Keywords Single-Balanced Mixer ADS 3dB coupler Harmonic balance method
目 次
1 引言 1
1.1 混频器发展概况 1
1.2 本文工作 3
2 混频器特性与性能指标 5
2.1 混频器特性 5
2.2 混频器性能指标 7
3 混频器分析与设计 10
3.1 单平衡混频器 10
3.2 3dB定向耦合器 13
3.3 二极管匹配网络 16
3.4 低通滤波器 19
4 电路整体性能分析与优化 20
4.1 输入端口VSWR与RF至LO的隔离度 20
4.2 变频损耗 24
4.3 噪声系数 26
4.4 三阶交调 26
结论 29
致谢 30
参考文献 31
1 引言
1.1 混频器发展概况
对混频器的研究，其与不断进步的过程，有着浓重的历史色彩。第一只混频器由Armstrng[1]在1924年提出并设计制作出来。在二战期间，科学家们对混频器进行了多项理论研究和实验论证，只为降低接受机端混频器的噪声系数F，从而增大雷达作用距离、提升接收机对信号的敏锐程度。但由于当时微波半导体器件发展缓慢，而微波混频器的核心，是利用非线性器件（例如肖特基势垒二极管或变阻二极管）来实现变频，因此混频器当时的发展也并不迅速。[2]
如今，混频器用途繁多，其主要作用于频率转变方向，在电子对抗、无线测绘、天线等系统中是关键的组成部分。混频器能被作为鉴相器、可变衰减器/开关、相位调制器（BPSK）等应用，对混频器的研究已然演变成为一个学术学科的方向。微波混频器作为雷达天线等系统中的重要组成部分，其性能参数(噪声系数、变频损耗、隔离度、端口驻波比等)的好坏将直接反映至整体系统的工作性能中。所以，在微波混频器的研究设计中，对这些性能指标的探讨、优化，具有极为显著的现实意义。
依据非线性器材的不同特性，我们大致将混频器划归为2大类。有源混频器，具有优异的带宽特性，可是产生的噪声偏高，因此适用于动态范围较小的电路；无源混频器，具有较好的线性度与较低的噪声，适用于性能要求较高的接收机系统设计，可是由于无源混频器的带宽范围较小，所以提升其带宽范围变成了当务之急。