应用ADS设计混频器

应用ADS设计混频器

1． 概述

图1为一微带平衡混频器，其功率混合电路采用3dB分支线定向耦合器，在各端口匹配的条件下，1、2为隔离臂，1到3、4端口以及从2到3、4端口都是功率平分而相位差90°。

图1

设射频信号和本振分别从隔离臂1、2端口加入时，初相位都是0°，考虑到传输相同的路径不影响相对相位关系。通过定向耦合器，加到D1，D2上的信号和本振电压分别为： D1上电压

? vs1?Vscos(?st?) 1-1

2vL1?VLcos(?Lt??) 1-2 D2上电压

vs2?Vscos(?st) 1-3

vL2?VLcos(?Lt??2) 1-4

??相位差分配到两只二极管上，故这类混频器称为22型平衡混频器。由一般混频电流的计算公式，并考虑到射频电压和本振电压的相位差，可以得到D1中混频电流为： 可见，信号和本振都分别以

i1(t)?n,m???????In,mexp[jm(?st????2)?jn(?Lt??)]

同样，D2式中的混频器的电流为：

i2(t)?n,m?????In,mexp[jm(?st)?jn(?Lt??2)]

当m??1,n??1时，利用I?1,?1?I?1,?1的关系，可以求出中频电流为：

iIF?4I?1,?1cos[(?s??L)t??2]

主要的技术指标有：

1、噪音系数和等效相位噪音(单边带噪音系数、双边带噪音系数)； 2、变频增益，中频输出和射频输入的比较；

3、动态范围，这是指混频器正常工作时的微波输入功率范围； 4、双频三阶交调与线性度； 5、工作频率； 6、隔离度；

7、本振功率与工作点。

设计目标：射频：3.6 GHz，本振：3.8 GHz，噪音：<15。

2.具体设计过程

2.1创建一个新项目

◇ 启动ADS

◇ 选择Main windows

◇ 菜单－File－New Project，然后按照提示选择项目保存的路径和输入文件名 ◇ 点击“ok”这样就创建了一个新项目。 ◇ 点击

，新建一个电路原理图窗口，开始设计混频器。

2.2 3dB定向耦合器设计

◇ 里面选择类“Tlines-Microstrip”

◇ 选择，并双击编辑其中的属性，，这是微

带线基板的参数设置，其中的各项的物理含义，可以参考ADS的帮助文档。 ◇ 选择

，这是一个微带传输线，选择

，这是一个三叉口。

◇ 按照下图设计好电路图

图2 3dB耦合器

其中50 ohm传输线的线宽w＝0.98mm，四分之一波长长度为10.46mm，35ohm传输线的线宽为w＝1.67mm，四分之一波长长度为10.2mm。MTEE是三端口器件，有三个参数W1，W2，W3具体是有定义的，可以此参考ADS帮助文档。 ◇ 选择类“Simulation－S_Param”并把仿真器和“Term”拉出来放好。

图3