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混频器一、混频器1、简介变频，是将信号频率由一个量值变换为另一个量值的过程。
具有这种功能的电路称为变频器（或混频器）。
一般用混频器产生中频信号。
混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频，cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(α-β)]/2。
可以这样理解，α为信号频率量，β为本振频率量，产生和差频。
当混频的频率等于中频时，这个信号可以通过中频放大器，被放大后，进行峰值检波。
检波后的信号被视频放大器进行放大，然后显示出来。
由于本振电路的振荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。
当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时，屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度，将不同频率上信号的幅度记录下来，就得到了被测信号的频谱。
从频谱观点看，混频的作用就是将已调波的频谱不失真地从fc搬移到中频的位置上，因此，混频电路是一种典型的频谱搬移电路，可以用相乘器和带通滤波器来实现这种搬移。
2、分类从工作性质可分为二类，即加法混频器和减法混频器分别得到和频及差频。
从电路元件也可分为三极管混频器和二极管混频器。
从电路分有混频器（带有独立振荡器）和变频器（不带有独立振荡器）。
混频器和频率混合器是有区别的。
后者是把几个频率的信号线性的迭加在一起，不产生新的频率。
3、性能指标（1）噪声系数：混频器的噪声定义为：NF=Pno/Pso Pno是当输入端口噪声温度在所有频率上都是标准温度即T0=290K时，传输到输出端口的总噪声资用功率。
Pno主要包括信号源热噪声，内部损耗电阻热噪声，混频器件电流散弹噪声及本振相位噪声。
Pso为仅有有用信号输入在输出端产生的噪声资用功率。
（2）变频损耗：混频器的变频损耗定义为混频器射频输入端口的微波信号功率与中频输出端信号功率之比。
主要由电路失配损耗，二极管的固有结损耗及非线性电导净变频损耗等引起。
（3）1dB压缩点：在正常工作情况下，射频输入电平远低于本振电平，此时中频输出将随射频输入线性变化，当射频电平增加到一定程度时，中频输出随射频输入增加的速度减慢，混频器出现饱和。
基于ADS的微波混频器设计分析微波混频器是一种重要的微波器件，它在通信、雷达、无线电等领域有着广泛的应用。
基于ADS的微波混频器设计分析，是一项非常重要的研究工作。
本文将重点介绍基于ADS的微波混频器设计分析的相关知识和方法。
一、微波混频器的原理及分类1. 微波混频器的原理微波混频器是一种常用的微波被动器件，用于将两路或多路微波信号混合在一起，生成新的频率信号。
它的基本原理是利用非线性电路元件将输入的高频信号和本地振荡器的信号进行混合，从而产生两个新的频率信号：直流分量和带有原频率的交流信号。
这样，微波混频器可以实现频率的转换和信号的混频。
2. 微波混频器的分类微波混频器按照工作原理和结构可以分为多种类型，常见的包括对称式混频器、不对称式混频器、集总电阻混频器、集总电容混频器、集总电感混频器等。
不同类型的混频器在不同的应用场合有着各自的优势和特点，因此在设计分析时需要根据具体的要求选择合适的混频器类型。
1. ADS的介绍ADS（Advanced Design System）是美国Keysight（原Agilent）公司开发的一款高性能微波和射频电路设计软件，它支持从原理图设计到电路仿真、布局和布线的全流程设计。
ADS具有强大的模型库和仿真分析工具，可以帮助工程师快速高效地设计和分析微波电路，并优化电路性能。
2. 微波混频器的设计步骤基于ADS进行微波混频器设计分析，通常包括以下步骤：（1）确定设计要求：包括工作频率范围、功率要求、端口匹配等。
（2）选择混频器类型：根据实际需求选择合适的混频器类型，如对称式混频器、不对称式混频器等。
（3）设计电路原理图：在ADS中绘制混频器的电路原理图，包括输入端口、输出端口、混频器电路等。
可以从ADS的模型库中选择合适的元件进行搭建，也可以根据实际需要自定义元件。
（4）仿真分析：利用ADS的仿真工具对混频器进行电路仿真，包括S参数分析、功率分析、输出谐波分析等。
第六章 微波/毫米波二极管混频器混频器是微波集成电路接收系统中必不可少的部件。
不论是微波通信、雷达、遥控、遥感，还是侦察与电子对抗，以及许多微波测量系统，都必须把微波信号用混频器降到中低频来进行处理。
微波集成混频器有二极管混频器和场效应晶体管混频器以及双栅场效应管混频器。
二极管混频器基本上采用肖特基势垒二极管作变频元件。
优点是：结构简单、工作频带宽、噪声较低、动态范围大、工作稳定等。
FET 混频器的特点：变频增益、电路较复杂、需直流供电。
从电路结构上看，分为单管式混频、双管平衡式混频和多管式混频。
单管混频器只采用一只二极管，结构简单、成本低，但噪声高、抑制干扰能力差，在要求不高时采用，它是理论分析的基础。
平衡式混频器借助平衡电桥可使本振的噪声抵消，因而噪声的性能得到改善，电桥又使信号与本振之间达到良好隔离，因而平衡混频器是最普遍采用的形式。
另外还有管堆式多双衡混频器、镜频抑制混频器等等，可根据特殊要求而设计。
5.1 微波/毫米波混频器技术指标与特性分析 一、 噪声系数和等效噪声温度比。
outout inin f N S N S N //=f N (dB)=10f N lg(5.1)也可采用以下定义：PnsPnoF =(5.2) 式中P n s — 当系统输入端噪声温度在所有频率上都是标准温度k To 290=时，系统传输到输出端的总噪声资用功率。
Pns — 仅由有用信号输入所产生的那一部分输出的噪声资用功率。
1、单边带噪声系数 SSB Singad Side BandLctm KToDfKTmDfF SSB ==(5.3)Tm ：等效噪声温度 tm ：等效噪声温度比 2、双边带噪声系数 DSB Double Side Band在遥感探测、射电天线等领域，接收信号是均匀谱辐射信号，存在于两个边带，这种应用时的噪声系数称为双边带噪声系数。
m m f DSB t L Lc KToD Pm F 21/2==(5.4)由(5.3)和(5.4)可知，由于镜像噪声的影响，SSB F 比DSB F 大一倍，即高出3dB 。
微波混频器的设计与应用微波混频器是一种关键的射频电路元件，广泛应用于通信系统、雷达、卫星通信等领域。
本文将探讨微波混频器的设计原理、常见类型及其在通信系统中的应用。
设计原理微波混频器的设计原理基于非线性元件的特性，常用的非线性元件包括二极管和场效应管。
在微波混频器中，输入信号与局部振荡信号通过非线性元件进行混频，产生包含原始信号频率之差的新频率成分。
通过适当的滤波和放大，可以提取所需的中频信号。
常见类型1. 单平衡混频器（SB Mixer）：单平衡混频器采用一个二极管或场效应管，具有简单的结构和较低的成本。
然而，其性能受到器件的非线性和失调的影响较大。
2. 双平衡混频器（DB Mixer）：双平衡混频器采用两个对称的非线性元件，具有良好的抑制杂散信号的能力和较高的转换增益，适用于高要求的通信系统。
3. 集总混频器（MMIC Mixer）：集总混频器集成了多个微波电路元件于一体，具有小尺寸、低功耗和高可靠性的特点，适用于微波集成电路的应用。
应用微波混频器在通信系统中具有重要的应用价值，主要体现在以下几个方面：1. 频率转换：微波混频器可以实现信号的频率转换，将高频信号转换为中频信号，以便进行后续的信号处理和解调。
2. 调频解调：微波混频器可以将调频信号解调为基带信号，用于语音、数据等信息的传输和处理。
3. 射频前端：微波混频器作为射频前端的重要组成部分，起到信号放大、滤波和混频的作用，提高通信系统的性能和灵敏度。
总结微波混频器作为通信系统中的关键元件，具有重要的设计原理和广泛的应用场景。
不同类型的微波混频器在性能和应用方面存在差异，工程师需要根据具体的需求选择合适的混频器类型，并结合其他射频电路元件进行系统设计与优化。
微波混频器技术指标与特性分析一、噪声系数和等效噪声温度比噪声系数的基本定义已在第四章低噪声放大器中有过介绍。
但是混频器中存在多个频率，是多频率多端口网络。
为适应多频多端口网络噪声分析，噪声系数定义改为式（9-1），其理论基础仍是式（6-1）的原始定义，但此处的表示方式不仅适用于单频线性网络，也可适用于多频响应的外差电路系统，即（9-1）式中 Pno ——-当系统输入端噪声温度在所有频率上都是标准温度T0 = 290K 时，系统传输到输出端的总噪声资用功率；Pns ——仅由有用信号输入所产生的那一部分输出的噪声资用功率。
根据混频器具体用途不同，噪声系数有两种。
一、噪声系数和等效噪声温度比1、单边带噪声系数在混频器输出端的中频噪声功率主要包括三部分：（1）信号频率f s 端口的信源热噪声是kT 0∆f ，它经过混频器变换成中频噪声由中频端口输出。
这部分输出噪声功率是 m fkT α∆0式中 ∆f ——中频放大器频带宽度；αm ——混频器变频损耗；T 0——环境温度，T 0 = 293K 。
（2）由于热噪声是均匀白色频谱，因此在镜频f i 附近∆f 内的热噪声与本振频率f p 之差为中频，也将变换成中频噪声输出，如图9-1所示。
这部分噪声功率也是kT 0∆f ／αm 。
（3）混频器内部损耗电阻热噪声以及混频器电流的散弹噪声，还有本机振荡器所携带相位噪声都将变换成输出噪声。
这部分噪声可用P nd 表示。
这三部分噪声功率在混频器输出端相互叠加构成混频器输出端总噪声功率P nond m m no P f kT f kT P +∆+∆=αα//00 把P no 等效为混频器输出电阻在温度为T m 时产生的热噪声功率，即P no = kT m ∆f ，T m 称混频器等效噪声温度。
kT m ∆f 和理想电阻热噪声功率之比定义为混频器噪声温度比，即 00T T f kT P t m no m =∆= 按照定义公式（9-1）规定，可得混频器单边带工作时的噪声系数为 ns m ns no SSB P f kT P P F ∆==在混频器技术手册中常用F SSB 表示单边带噪声系数，其中SSB 是Singal Side Band 的缩写。
混频原理介绍与分析混频原理是指将两个或多个不同频率的信号进行合成，生成一个新的频率信号的过程。
混频技术在无线通信、调频广播、雷达、导航系统等领域有着广泛的应用。
本文将从基本原理、混频器的分类和工作原理、混频器的性能参数等方面进行详细的介绍和分析。
一、基本原理混频原理的基本思想是通过非线性元件将两个或多个不同频率的信号相乘，以产生新的频率分量。
通常使用的非线性元件有二极管、晶体管、场效应管等。
当两个输入信号分别为f1和f2时，通过非线性元件，可以产生频率为f1、f2以及(f1±f2)的频率成分。
其数学表达式为：f3=，2f1±f2，或f4=，2f2±f1二、混频器的分类和工作原理混频器按照混频信号的处理方式可以分为平衡混频器和非平衡混频器两类。
平衡混频器采用平衡型电路，输入信号在非线性元件之前需要进行平衡混频，主要通过互补的非线性元件实现。
平衡混频器可以有效抑制杂散分量的出现，提高混频器的线性度和动态范围。
其中，二极管混频器（均衡）是应用最广泛的，其工作原理是将两个信号分别通过两个二极管，然后再将两个二极管的输出信号相加，最后通过滤波器滤除幅度较小的不需要的频率分量。
非平衡混频器主要有单边带混频器、振荡混频器和自脉冲混频器。
单边带混频器通过抑制一个较强的本地振荡信号来实现混频，它可以实现频率的选择性混频。
振荡混频器以混频信号为输入，在非线性元件中产生新的频率成分。
自脉冲混频器是一种特殊的非平衡混频器，通过将本地振荡信号送入非线性元件，产生自脉冲信号，然后通过滤波器来获得所需频率。
三、混频器的性能参数混频器的性能参数主要包括转换增益、本地振荡抑制比、本地振荡频率抑制比和反射损耗等。
转换增益是指输入信号到输出信号间的增益，通常以分贝（dB）为单位。
转换增益越大，表示混频器性能越好。
本地振荡抑制比是指混频器对本地振荡信号的抑制能力。
本地振荡抑制比越大，表示混频器对本地振荡信号的抑制能力越强。
