频器是通讯系统的重要组成部分,用于在所有的频率和微波系统中进行频率变换。频率变换是不失真的,即原载波已调波的调制方式和所携带的信息不变。在发射系统中,混频器用于上变频,在接收系统中,混频器用于下变频。

 


混频器是一种频率变换器件,理想混频器是把两输入信号在时域中相乘。

 


本文设计一个混频器,其射频信号为 4GHz,本振频率为 3.8GHz,中频频率为 200MHz,噪声系数为 12dB,1dB 压缩点为 -5dBm。采用移相 90°的平衡混频器,包括 3dB 支节耦合器、混频二极管、阻抗匹配网络、射频短路线和中频滤波器。设计步骤如下:


1、设计一个 3dB 的支节耦合器,中心频率为 3.8GHz,如下图所示:

 


仿真结果满足 3.8GHz、-3dB 的设计要求。

 


2、中频滤波器的设计,很容易用 ADS 软件设计一个满足要求的中频滤波器,本文采用一个低通滤波器,仿真原理图及仿真结果如下:

 

 

 

3、选择一款已知的二极管建立其 SPICE 模型。

 


4、建立原理图并设置谐波平衡仿真控制器 HB。

 


其仿真结果如下图所示:

 


输出频谱分量大小为 -30.776dBm 的功率。端口 3 的噪声系数为 7.2dB,双边带噪声系数为 3.063dB,单边带噪声系数为 7.210dB。