发布时间 : 星期六 文章ADS射频电路课程设计 - 混频器设计与仿真更新完毕开始阅读2ef06ac089eb172ded63b7e7
2、混频器的技术指标
混频器主要的技术指标如下：
（1）、噪声系数和等效相位噪声：它描述了混频器的噪声特性，有两种表现形式，分别为单边带噪音系数和双边带噪音系数。
（2）、变频增益：虽然混频器的输入信号和输出信号的频率不同，但仍然可以利用输出信号功率与输入信号功率之比来表示混频器的增益。
（3）、动态范围：混频器的动态范围是指它正常工作时的输入信号的功率范围，超过这个范围将对信号的增益和频率成分产生影响。
（4）、双频三阶交调与线性度。
（5）、工作频率：混频器的工作频率是指输入或输出射频信号的频率。 （6）、隔离度：隔离度一般是指混频器射频信号输入端口与本振信号输入端口之间的隔离特性。
（7）、本振功率：本振功率是指完成混频功能需要输入本振信号的功率。
三、混频器的设计
图1所示的混频器电路主要由3 dB定向耦合器、匹配电路和晶体管组成。
1、3dB定向耦合器的设计
1.1、建立工程
（1）、运行ADS，弹出ADS的主窗口。
（2）、选择【File】 【New Project】命令，打开“New Project”（新建工程）对话框，可以看见对话框中已经存在了默认的工作路径
“c:\%users\\default”，在路径的末尾输入工程名为：mixer，并且在【Project Technology Files】栏中选择“ADS Standard:Length unilmillimeter”,即工程中的默认长度单位为毫米，如图2示。
图2 新建mixer工程
（3）、单击【OK】按钮，完成新建工程，同时打开原理图设计窗口。
1.2、搭建电路原理图
（1）、选择【File】 【New Design?】命令，在工程中新建一个原理图。
（2）、在新建设计窗口中给新建的原理图命名，这里命名为3dB_couple，并单击工具栏中的【Save】按钮保存设计。
（3）、在原理图设计窗口的元件面板列表中选择“TLines-Microstrip”元件面板，并从元件面板中选择3个MLIN和2个MTEE插入到原理图中。
（4）、调整它们的放置方式，并按照图3所示的形式连接起来，组成定向耦合器的一条支路。
（5）、从“TLines-Microstrip”元件面板中再选择3个MLIN和2个MTEE插入到原理图中。
图3 定向耦合器的一条支路
（6）、按照图4所示的方式连接刚刚插入的微带线，形成定向耦合器的另外一条支路，可以看出这两条支路是对称的。
（7）、从“TLines-Microstrip”元件面板中再选择2个MLIN插入到原理图中，作为连接两个支路的微带线，并将两条支路连接起来，如图5所示。
图4 定向耦合器的另一条支路
图5 两条支路的连接
（8）、这样，耦合器的电路结构就完成了，比较图5和图1，可以发现混频器中耦合器部分与刚刚搭建的耦合器电路结构是相同的。 1.3、设置微带线参数
通过前面微带电路设计的知识可以知道，对于微带线电路，有两种参数：尺寸参数和电气参数，下面就分别对这两种参数进行设置，具体过程如下。
（1）、从“TLines-Microstrip”元件面板列表中选择一个微带线参数设置控件MSUB，插入到原理图中。
（2）、双击MSUB控件，按照下面内容进行参数设置： ? H=0.5mm，表示微带线所在的基板的厚度为0.5mm。 ? Er=4.2，表示微带线的相对介电常数为4.2。 ? Mur=1，表示微带线的相对磁导率为1。 ? Cond=4.1E+7，表示微带线的电导率为4.1E+7。 ? Hu=15mm，表示微带线的封装高度为15mm。
? T=0.005mm，表示微带线的金属层厚度近似为0.005mm。
? TanD=0.0003，表示微带线的损耗角正切为0.0003。 ? Rough=0.0001mm，表示微带线的表面粗糙度为0.0001mm。
完成设置的MSUB控件如图6所示。 图6 完成设置的MSub控件 （3）、耦合器两边的引出线应是特性阻抗为50欧姆的微带线，它的宽度W可由微带线计算工具得到，具体方法是在菜单栏中选择【Tools】 【LineCalc】 【Start Linecalc】命令，在窗口中输入与MSUB控件中相同的内容。
（4）、在Electrical中输入Z0=50?、E_Eff=90。，单击【Synthesize】按钮，进行W、L与Z0、E_Eff间的相互换算，最后得到微带线的线宽为0.98mm，长度为10.46mm（四分之一波长）。
（5）、在Electrical中输入Z0=35?、E_Eff=90。，单击【Synthesize】按钮，进行W、L与Z0、E_Eff间的相互换算，最后得到微带线的线宽为1.67mm，长度为10.2mm（四分之一波长）。
（6）、 按照下面的内容设置耦合器重各段微带线的尺寸参数。 ①、TL1、TL3、TL4、TL6的尺寸参数为： ? W=0.98mm，表示微带线宽度为0.98mm。 ? L=2.5mm，表示微带线的线长为2.5mm。 ②、TL2、TL5的尺寸参数为：
? W=1.67mm，表示微带线宽度为1.67mm。 ? L=10.2mm，表示微带线的线长为10.2mm。 ③、Teel、Tee4的尺寸参数为：
? W1=0.98mm，表示T型微带线接口1的线宽为0.98mm。 ? W2=1.67mm，表示T型微带线接口2的线宽为1.67mm。 ? W3=0.98mm，表示T型微带线接口3的线宽为0.98mm。 ④、Tee2、Tee3的尺寸参数为：
? W1=1.67mm，表示T型微带线接口1的线宽为1.67mm。 ? W2=0.98mm，表示T型微带线接口2的线宽为0.98mm。 ? W3=0.98mm，表示T型微带线接口3的线宽为0.98mm。