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混频器原理分析范文混频器是一种电子器件，用于将不同频率的信号进行混合。
它是无线通信系统中的重要组成部分，被广泛应用于无线电、雷达、卫星通信等领域。
混频器的主要原理是通过非线性元件将两个或多个频率不同的信号相互作用，产生新的频率成分。
本文将介绍混频器的工作原理、基本结构和应用。
一、混频器的工作原理：混频器的工作原理基于混频效应，即叠加两个或多个频率不同的信号时，将原信号的频率分量与新产生的频率分量相互作用，产生新的频率成分。
混频器通常由两个输入端口和一个输出端口组成。
其中一个输入端口称为本振端口，主要提供一个稳定的参考频率。
另一个输入端口称为信号端口，主要提供需要混频的信号。
混频器的核心原理是非线性元件对输入的两个信号进行乘积运算。
这个非线性元件可以是二极管、场效应管或二极管转角器等。
在混频器中，当信号通过非线性元件时，其频率分量会发生非线性变化，产生新的频率分量。
例如，当输入信号的频率为f1，本振信号的频率为f2，经过非线性元件的作用后，将会产生两个新的频率分量，分别为f1±f2、其中f1±f2的频率称为混频频率。
混频器的输出信号可以通过滤波器进行选择，以选择所需的频率分量。
混频器可以实现频率变换、幅度调制或解调等功能。
二、混频器的基本结构：混频器通常采用平衡混频器或单端混频器结构。
1.平衡混频器：平衡混频器由两个对称的非线性元件组成，一般为二极管。
其输入端口由本振信号和信号信号来驱动。
当输入的两个信号频率相同时，平衡混频器可以有效抑制本振信号的干扰，并提高混频器的性能。
平衡混频器原理如下：两个对称的二极管分别连接到本振和信号输入端口。
当本振信号和信号信号驱动混频器时，二极管的非线性特性会产生混频频率。
通过使用平衡电路，可以抵消不必要的本振信号分量，从而提高混频器的性能。
2.单端混频器：单端混频器只使用一个非线性元件，一般为二极管或场效应管。
它的结构简单、成本较低，但由于缺乏平衡电路，容易产生本振信号干扰等问题。
0609060宽带波长可调PS脉冲产生色散平面纤维光参量振荡器=Dispersion flattened fibre opt ical parametric oscilla tor for wideband wavelength tunable ps pulse generation 刊,英/S.Saito,M.Kishi//Electronics Letters. 2003,39(1).8687(E)0609061高Q因子频率温度补偿蓝宝石布喇格分布式谐振器=H igh Q factor fr equency temperature compansated sap phir e Br agg distr ibuted r esonator刊,英/M.E.Tobar, C.R.Locke//Electronics Letters.2003,39(3).293 294(E)0609062串联谐振低压VCO幅度控制设计半符号分析=Semi symbolic analysis(SSA)for amplitude control design of se r ies resonance low voltage VCO刊,英/V.Stoyanov,I. S.Uzunov//Electronics Letters.2003,39(3).264 265(E)0609063推推压控振荡器的仿真设计刊,中/齐宁华//固体电子学研究与进展.2005,25(4).481484,498(D)在对构成推推振荡器的基本振荡单元进行常规奇偶模分析的基础上,采用添加辅助信号源的方法,对合成后的频率调谐特性、输出功率及基波抑制特性进行了仿真模拟。
并利用负载牵引法对二次谐波匹配网络进行了优化。
根据仿真结果设计的X波段推推压控振荡器,采用封装硅晶体管及砷化镓变容管,在1GHz调谐带宽内,输出功率2~8dBm。
参40609064 3mm稳频脉冲雪崩管振荡器设计刊,中/陈会//微波学报.2005,21(6).5457(E)介绍一种3mm波脉冲雪崩管振荡器,采用顶部斜率可调的脉冲电流给雪崩管(IMPATI Diode)供电,应用高Q腔谐振稳频,具有振荡频率高,输出功率大,频率稳定性好等优点。
摘要摘要W波段是目前军用毫米波技术开发的高端，频率源是W波段高频系统实现的重要部分。
倍频器是实现毫米波频率源的一种重要方式,随着倍频器的发展和应用，倍频器方面的研究也不断地深入，如今倍频技术已经发展到一个新的阶段。
本文对W波段三倍频器进行了设计、仿真。
采用两个二极管反向并联的结构实现三次倍频的方案，这种平衡倍频电路结构能够将输入频率的偶次谐波抵消掉，从而大大降低电路中的杂波量。
本文运用ADS软件建立二极管对模型并且进行匹配电路的设计，运用HFSS软件对W波段三倍频器的滤波电路和过渡转换电路进行了仿真设计，然后把S参数仿真结果导入到ADS软件中,采用谐波平衡法对W 波段三倍频器的整体电路进行仿真和优化以获得最大倍频效率。
经仿真，W频段宽带三倍频器基本达到设计要求。
变频损耗在15dB以下，谐波抑制度基本20dBc以上。
关键词：毫米波、倍频器、低通滤波器、W频段三倍频IABSTRACTABSTRACTMultiplier is one important way to realize the millimeter-wave frequency source. Following the application and development of multiplier device and circuit, the research of multiplier theory is increasing. Today frequency multiplying technology has reached a new level.Firstly W-band frequency tripler has been designed, and simulation. Diodes which constitutes anti-parallel pairs structure was used to realize the frequency tripler. Balanced Frequency tripler can suppress the even-order harmonics so effectively that the amount of clutter has been greatly reduced. In this paper, The model of diode pairs was modeled and impedance matching networks was designed in Agilent ADS. Filter circuit and transition circuit of W-band frequency tripler have been simulation designed in the HFSS, and then import simulated S-parameters into ADS software. Finally, harmonic balance analysis was used to optimize the entire circuit for maximum multiplication efficiency.By the simulation, the W band tripler almost reaches the requirement of the project. the microstrip multiplier performance is better in entire W-band with multiplier loss 15dB and harmonic suppress above 20dBc.Key word: millimeter wave, multiplier, lowpass filter, W-band tripler.II目录目录第一章引言 (1)1.1毫米波的特点及应用 (1)1.2毫米波倍频器介绍 (2)1.3毫米波倍频器的国内外发展动态 (3)1.4课题介绍 (4)第二章倍频电路的基本理论 (5)2.1倍频原理 (5)2.2非线性电路的分析 (6)2.3平衡倍频器电路设计原理[11] (8)第三章毫米波三倍频器的设计 (10)3.1概述 (10)3.2关键技术和难点 (10)3.3倍频器的研制方案和设计框图 (11)3.4二极管的选择及参数介绍 (12)3.5波导-微带过渡 (13)3.5.1 理论基础 (13)3.5.2 输入波导到微带线探针过渡的设计仿真 (14)3.5.3 输出微带到波导线探针过渡的设计仿真 (16)3.6低通滤波器的设计 (18)3.7总体电路的仿真 (20)3.7.1 第一种电路形式的仿真 (20)3.7.1.1二极管对的输入阻抗及匹配电路 (20)3.7.1.2 加入无源电路进行总体仿真 (22)3.7.2第二种电路形式的设计及仿真 (26)3.7.2.1 二对二极管对的输入阻抗及匹配电路 (26)3.7.2.2 加入无源电路进行总体仿真 (28)3.7.3第三种电路形式的设计及仿真 (30)III电子科技大学学士学位论文3.7.3.1 二极管对的输入阻抗及匹配 (30)3.7.3.2偏置电路的设计 (30)3.7.3.3 加入无源电路进行总体仿真 (31)3.9三种结构的仿真结果分析 (34)第四章结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)外文资料原文 (40)外文资料译文 (45)IV第1章引言第一章引言1.1毫米波的特点及应用毫米波一般指的是波长介于1~10mm的一段电磁波频谱，其相应的频率范围为30~300GHz。
0617245基于多项式的记忆型数字基带预失真器刊,中/王勇//西安电子科技大学学报.2006,33(2).223226,286(D)一种五相混合式步进电动机驱动器的设计与实现(见0616924)1040振荡技术与振荡器、谐振回路0617246分布式振荡器相位噪声=Phase noi se in distributed os cillators 刊,英/C.J.White and A.Hajimir i//Electron ics Letters.2002,38(23).1453(E)0617247基于半速率锁相环的5Gb/s CMOS 单片时钟恢复电路刊,中/仇应华//固体电子学研究与进展.2006,26(1).7276(D)0617248C 波段微波低相位噪声介质振荡源刊,中/吴礼群//固体电子学研究与进展.2006,26(1).6063,68(D)0617249超宽带极窄脉冲设计与产生刊,中/樊孝明//现代雷达.2006,28(3).8790(G)超宽带(UWB)技术是以持续时间极短的脉冲作为传输载体进行数据通信的无线新技术。
基于BJT 雪崩特性,本文采用并行同时触发的工作方式,设计并产生了高重复速率的UWB 脉冲电路发生器,极大地减少了时延,缩短了上升时间,提高了脉冲的幅度,并从等效电路法的观点分析计算了脉冲的特性参数,理论结果与实测结果具有较好的一致性。
参50617250基于DSP 和DDS 技术的硅微谐振器智能驱动源设计刊,中/夏敦柱//测控技术.2006,25(4).8588(L)介绍了硅微静电梳状谐振器的静电驱动工作原理,重点提出了基于DSP 芯片和DDS 技术的智能驱动源系统设计框架。
详细分析了数字电路部分的接口技术和模拟电路部分中的微弱信号检测技术。
结合实验数据和扫频曲线,指出在不同真空度环境下谐振器的各种扫频方法。
参61070倍频器、分频器、混频器、变频器、移相器0617251采用准相位匹配LiNbO3波长变换器的1THz 多信道光学移频器=1THz multi channel optical frequency f q L N O3刊,英O T ,M L ,3(3)56()0617252混频器系统微分频率注入线性化技术=Diffrenece fre quecy inject ion linearisation technique for mixer systems 刊,英/M.Chongcheawchamnan,C.Y.Ng//Electron ics Letters.2002,38(23).1450(E)061725316GHz CMOS 4:1分频器刊,中/刘丽//固体电子学研究与进展.2006,26(1).6971,119(D)采用T SMC0.18m 标准CMOS 工艺实现了一种4:1分频器。
