混频器基础知识
P
1V 2 2 cm
(1
ma
cos t)2
POT
(1
ma
cos t)2
最大状态功率 Pmax POT (1 ma )2
最小状态功率 Pmin POT (1 ma )2
调制信号的一个周期内的平均功率
Pav
1
2
POT
(1
ma
cos t )2 d t
POT
(1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ma2 )
Pav
POT
1 2
ma2
POT
POT
PSB
上下频分量的功率之和
PSB
1 2
ma2 POT
上下边频分量的振幅相等，功率也相等。
PSB上
PSB下
1 4
ma2 POT
调幅波所占的频带宽度为：
B
(c
max ) (c 2
max )
2max
2
2Fmax
F 调制信号的最高频率 max
例4．1 某一调幅波，其载波功率，POT 150W (I)若调幅系数 m＝a 0.3，求边频功率。
v '0 (t) f (t)Vcm KmVr cos2 ct
1 2
Vcm
K
mVr
f (t)
1 2
f
(t)Vcm KmVr
cos 2ct
v0 (t )
1 2 VcmKmVr
f
(t)
Kf
(t)
f
(t)
这种检波方式需要一个与载波同频同相的参考信号，
因此称之为同步检波或相干检波。
如参考信号与载波信号不同频同相，会产生失真， 使检波性能下降，即
gdVi
(1
cosc )
sinc cosc (1 cosc )
gdVi
(sinc
c
cosc )
Id1
gdVi
(c
sinc
cosc )
vc Id 0 RL
RL gdVi
(sinc
c
cosc )
vc Vi
cosc
RL gd
(sinc
c cosc )
RL gd
cosc sinc c cosc
高电平调幅：集电极调幅和基极调幅 低电平调幅 1. 模拟乘法器振幅调制电路 2．平方律调幅器
场效应管具有典型的平方律特性，可用平方律一 般特性描述。
id
I
DSS
(1
v1 VP
)2
I DSS
2I DSS
v1 VP
I
DSS
v12 VP2
a0 a1v1 a2v12
a0 I DSS
a1
2
I DSS VP
从频域看，已调信号的频谱(能量)集中在高频正弦波 (载波)的附近，但它们所占有的频带宽度是不同的。
振幅调制(AM) 相位调制(FM)
频率调制(FM)
模拟调制
4.2.1 普通振幅调制波的基本特性及其数学表达式
振幅应正比于信息 f (t)
高频载波 vc Vcm cosct 调幅波
v(t) [Vcm ka f t]cosct
vDSB (t) Vcm f (t) cosct
DSB的频带宽度
BDSB
2max
2
2Fmax
DSB 的频带宽度与普通的AM波是一样的，只是发
射功率大幅度下降。
DSB的上边带和下边带都反映了调制信号的频谱结
构，区别仅在于下边带频谱倒置。
进一步将一个边带抑制掉，仅传输一个边带，这 种调制方式称为单边带调制(SSB)。
电容C上的电压 vc 对二极管是反向偏置的，该电压
与输入电压叠加后加到二极管。
高频电压到达A点后再减小，二极管截止(忽略二 极管导通电压)。 电容上的电压通过 RL放电 RL Rd 放电缓慢 放电电压与高频电压交于B点时，高频电压再升高， 二极管导通又对电容C充电，充电到C点后二极管又 截止，如此等等，直到二极管截止时放电的电荷等
(2)若调幅系数 ma＝1，求边频功率及最大状态功率。
解：(1) ma＝0.3
PSB
2PSSB
1 2
ma2
POT
0.32 2
150
6.75(W )
(2)
ma＝1时，PSB
2PSSB
1 2
ma2
POT
1 150 75(W ) 2
最大状态功率：Pmax POT (1 ma )2 150 4 600(W )
a2
I DSS VP2
f (t) V cos t
vc (t) Vcm cosct
v1(t) V cos t Vcm cosct
id a0 a1 V cos t Vcm cosct a2 V cos t Vcm cosct 2
a0
a1V
cos
ta1Vcm
cosct
a2V2 (1
cos 2
2．二极管包络检波器的工作原理
（1）对普通调幅波的解调 二极管包络检波器由二极管与 RLC 并联构成的低 通滤波器构成。
输入一正弦电压 vi Vi sinct
二极管正向导通电阻 Rd
RL Rd
1 0
cC
输入的正弦电压几乎全部加到二极管D上。
正半周时，二极管D导通，导通电流为 id ，该电
流对电容C充电。
最小值 Vcm (1 ma )
v(t) Vcm cosct maVcm cos t cosct
Vcm
cosct
1 2
maVcm
cos(c
)t
1 2
maVcm
cos(c
)t
单音调幅波由三个频率分量组成 ：
载频 c 振幅 Vcm
上边频 c 下边频 c
振幅
1 2 Vcmma
图4—7 普通调幅波的波形、频谱
v '0 (t) f (t)VcmKmVr cos[(c )t ] cosct v0 (t) Kf (t) cos(t )
输出解调信号产生了失真。 利用模拟乘法器也可实行SSB解调、普通振幅波 的解调。 普通振幅波中包含载波分量，可以直接利用非线 性器件的作用进行解调，不需额外加入提供载波 的电路.
id
gdVi (cosct
vc ) Vi
id max
1 cosc
(cosct
cosc )
级数分解
Id 0 id max 0 (c )
Id1 id max 1(c ) Idn id max n (c ) 0(c ) 1(c ) n (c ) 波形分解系数
Id 0 id max 0 (c )
1）输入—输出关系是折线形式或开关段形式 2）形式是渐变形式——斜率无突变
某些器件的非线性特性不能用简单解析式表达，但 在理论上总可以用多项式来表示。
非线性电路不能用叠加原理来求解，这意味着输出 信号的直流(平均值)相交流(时间变量)分量是互相关 联的，这与线性电路不同。
4.2 振幅调制与解调
强迫高频正弦波的振幅、频率或者相位按照低频信 息 f (t) 成比例地变化，产生已调信号。
SSB占据的频带宽度 BSSB Fmax
SSB可用乘法器加单边带滤波器来实现 ，但对滤波 器的矩形系数要求过高 。 相移法 ：克服了高矩形系数滤波器的困难
但f (t)移相 90o 困难
修正移相法：避免了对 f (t)的 90o 移相，仅对单
频率1 ，2 移相(1 ， 2是固定频点)。
4.2.3 振幅调制电路
普通调幅波 的矢量合成
载波 c为静止矢量OC
长度 Vcm
边频
CB”矢量长度为
1 2
Vcmma
以角速度 顺时针方向旋转
CB’矢量长度为
1 2
Vcmma
以角速度 逆时针方向旋转
两个矢量的合成矢量的方向或
与OC矢量方向一致，或者反
相。总的合成矢量方向不变，
仅长短变化，形成调幅波。
调幅波的振幅的最小值 Vcm (1 ma )
成周期为 2
c
的间断信号，再通过中心频率 c 为
的带通滤波器取出调幅信号。
开关函数：当载波处于正半周时，它的幅度为1，
负半周时幅度为0。
S(t)
1 0
cosct 0 cosct 0
S(t)
1 2
2
cosct
2
3
cosct
L
va (t) f t S(t)
f
t[1
2
2
cosct
2
3
cosct L
RLC 具有理想的滤波能力，电容C上的电压只存在 其平均电压认，若输入是等幅波，则电容C上的电压 认为直流电压。
折线近似分析法
折线的斜率为 gd 1/ Rd
id
gd vd 0
vd 0 vd 0
vi Vi cosct
vd vc Vi cost
cosc
vc Vi
id max gd (Vi Vi cosc ) gdVi (1 cosc )
2t)
a2Vc2m (1
cos 2
2ct)
a2VVcm [cos( c
)t
cos(c
)t]
利用滤波器取出 c ，c 分量，完成调幅。
实际的场效应管特性不可能完全是平方律特性
id 中的频率分量包括： 2 c 2c c
还有很多难以滤除的杂散分量
采用平衡调幅器可以抵消许多组合频率分量。
id1 a0 a1(v vc ) a2 (v vc )2
Vcm
[1
ka Vcm
f
t ] cos ct
ka 比例系数
调制信号为单音余弦波
高频电路基础混频器
设法在负载上提取此项，可以完成信号的n次方或相乘等非线 性运算结果。
2020/7/15
高频电路基础
6
非线性电路的频率变换作用
当v1和v2都是简谐信号时，输出信号的 (v1＋v2)n 项为
iDn an (V1m cosw1t V2m cosw2t)n an (V1m cosw1t)n nan (V1m cosw1t)n1V2m cosw2t ... ... nanV1m cosw1t(V2m cosw2t)n1 an (V2m cosw2t)n
所以，在 (v1＋v2)n 项中将出现输入信号中所没有的频率成分
wn = | pw1±qw2 |，其中 p + q = n ，称为组合频率输出信号
当只有一个输入信号时，(v1＋v2)n 项退化为vsn，此时的输出
信号中含有频率为wn = nws的成分，即输入信号的 n 次倍频
信号
2020/7/15
频谱变换
调制：将消息信号调制到载波上
解调 信息信号的频谱
调制
fC
f 已调信号的频谱
变频：将已调信号改变到另一个载频。根据改变前后的频率 高低，分成上变频和下变频
上变频 下变频
f
2020/7/15
高频电路基础
1
变频的作用
改变载波的频率（上变频、下变频），达到某个需 要的频率。
通过变频，可以实现对不同频率的输入信号以同一 个频率进行放大，从而满足对于增益、带宽、矩形 系数等一系列指标
8
假定由偏置电阻确定的偏置电压为VBB，则将 iC 在工作点附近展 开（3次项及以上忽略）后，有
通信中的混频器技术分析
通信中的混频器技术分析随着科技的快速发展和社会的不断进步，通信技术也得到了极大的发展和完善，混频器技术就是其中之一。
在通信中，混频器是起关键作用的器件，其作用是将高频信号下变频到中频，以方便后续的处理。
在各个领域中，混频器都扮演着不可替代的角色，其使用范围也非常广泛，比如无线通信、卫星通信、雷达、医学影像等等。
本文将从通信中的混频器技术的原理、分类、应用等方面进行分析。
一、混频器技术的原理混频器（Mixer）是用于处理高频信号或多路信号的重要器件，它将多路信号进行混合（乘法器）,然后输出混合信号和本振频率的合成信号。
混频器的原理就是利用非线性电路（二极管、场效应管等器件）通过乘积的方法将射频信号（RF）和本振信号（LO）相乘，再通过滤波器和放大器对混合信号进行滤波和放大，最后输出中频（IF）。
混频器的结构可以分为单管混频器、双平衡混频器、反相混频器等不同类型。
其中，单管混频器是最基础的混频器，是一种常见的射频和本振贡献相等，且非线性度极高的器件。
二、混频器技术的分类1、依据结构分类（1）单管混频器：第一种混频器结构，是由一个二极管或其他非线性元器件构成的，具有较高的非线性度和灵敏度，但是其难以实现较高的隔离度、较低的插入损耗和较宽的带宽。
（2）双平衡混频器：是指在一定的频率范围内，二极管性能是线性相等的混频器，是一种常用且应用较广的混频器结构，具有较高的隔离度和非线性度、较低的插入损耗和较宽的带宽。
（3）反相混频器：是依据布朗管原理设计的混频器，其结构与双平衡混频器类似，但其输出是直流信号。
2、依据混频方式分类（1）单边带混频器：将射频信号经过滤波后，通过混频器将原有的高频信号下变频到中频，最终输出单边带信号。
（2）双边带混频器：将射频信号经过两次混频后，将输出的中频信号进行两侧滤波，在输出端可以得到二次谐波和同频成分均被滤除的双边带信号。
三、混频器技术在通信中的应用混频器技术在通信中得到了广泛应用，具有非常重要的作用。
混频讲义
将上两式合并（取等号）有:
fs
p 1 q p
1、中频干扰：
P=0 q=1时:fn= fI
原因：混频器输入端选择性不好，fn 漏入混频级，fn被放
大，形成较强干扰。
抑制方法：①提高混频器多级选择性。
②前级增加中频陷波器。
2、镜像干拢：
•由于 :
fn
1 q
( pfo
fI
)
•若q=p=1, fn= fo+ fI= fs+2fI
fI fI
fs f0 fn
fI
f 0.7 q p
p 1 q p
fI
(∵fI>> f0.7)
上式说明:
1)当输入信号频率等于或近似等于 fI 的整数倍或分数倍时， 就有可能产生啸叫。
2)接收系统只有对落在其频带内的 fs 才可能产生啸叫; •其中 p=0 、q=1(即fs=fI)时，干扰啸叫最强; •为避免最强的啸叫，应将中频选在接收频段以外。
2、选择性 ： 混频输出应只有中频信号，但实际有很多干扰，为抑制干扰， 要求输入、输出具有良好的选择性。希望 k0.1 →1
3、非线性干扰：混频同时,还会在中频附近产生许多非线性 干扰。如组合f干扰、交调干扰……要求混频器件最好工作在 曲线的平方项区域，以抑制各种干扰。
4、混频噪声：混频器处于接收机前端，它的噪声大小会影响 整机的噪声指标。
第13章混频器解读
g m RL
双平衡混频器
iout (t ) sgn cos LOt (I B I RF cos RF t ) sgn cos LOt ( I B I RF cos RF t)
混频的结果只包含射频信号与LO各奇次谐波混频的差频、和频 成分不包括直流偏置与LO各奇次谐波混频成分，对LO-IF有着很 好的抑制作用。 假设混频管为理想管，方波信号的基频幅度为4/π，则转换电压 增益为
混频器 Mixers
张艺蒙
西安电子科技大学微电子学院 zhangyimeng@
摘要
• 前言：无线收发机射频前端的系统结构
• 基本概念：混频器的性能参数 • Gilbert（电流换向）混频器的分析和设计
• 无源混频器的分析
• 总结
超外差接收器的方框图
混频器
RF放 大器
IF 放 大 器 / 滤波器
1 2( r g ) g 5 g 5 m5 m5 RL 2 1 4 g 2 m5 Rs
噪声系数
线性度
性能参数：隔离度和阻抗匹配
隔离度：本端口功率与其窜通到另一端口的功率之比。 LO-RF:强本振信号泄露到输入端，使混频器发生过载或 饱和。 LO-IF:强本振信号泄露到输出端，容易造成后级中频模 块发生过载或饱和。 RF-LO:出现自混频现象，同时强干扰信号会影响本振的 工作。 阻抗匹配：RF、LO端匹配到50欧姆，IF端口匹配到后级 滤波器的输入端阻抗。
LO
A
LO-RF
RF LO+RF
f
混频器的信号图
混频基本原理
混频基本原理
混频基本原理
混频基本原理
混频基本原理
通信电子中的混频器设计与实现
通信电子中的混频器设计与实现混频器是通信电子系统中常用的重要组件，它能够将两个不同的信号混合在一起，并产生新的频率信号。
混频器的应用范围很广，从基于微波的通信电子系统到基于射频的调制解调器都需要使用混频器。
本文将从混频器的基础知识、工作原理和设计实现三个方面来介绍混频器。
基础知识混频器的核心组件是二极管，它能够将两个信号进行非线性混合，产生一个包含原信号频率之和和差的新信号。
在混频器中，一个信号称为本振信号，另一个信号称为射频信号。
本振信号的频率在混频器中是固定的，而射频信号的频率是需要混频的信号。
混频器的输出信号称为中频信号，它的频率通常在几十千赫兹到几百兆赫兹之间，这是通讯电子系统能够处理的频率范围。
混频器的工作原理混频器的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 在混频器的输入端口，本振信号和射频信号经过耦合器相结合。
2. 二极管的非线性特性会导致信号的幅度被混合在一起。
3. 混频器的输出信号将包含频率为本振频率、射频频率、本振频率加上射频频率和本振频率减去射频频率的信号。
4. 混频器为了提高输出信号质量和频率准确度，会在输出信号上添加一个滤波器。
设计实现混频器的设计需要考虑多种因素，包括本振频率选择、二极管特性评估、匹配和精度要求等。
以下是一些常见的混频器设计技巧：1. 选择合适的二极管：二极管的选择与设计的频段密切相关，必须对二极管的特性进行评估并选择适当的二极管。
2. 频率匹配：为了提高混频器的效率，必须使输入端口和输出端口的阻抗相互匹配。
本振和输入信号之间的匹配非常重要，以保证最好的混频效率。
3. 滤波器选择：滤波器用于过滤混频器输出信号中的杂散信号。
同时，选择更好的滤波器将提高混频器输出信号的质量和频率准确度。
4. 精度控制：混频器在设计和调试过程中需要进行精度控制。
意味着必须对本振和射频的频率进行准确的测量，并针对结果进行必要的校准，以获得最好的混频结果。
总结混频器是通信电子系统中常用的重要组件，它扮演了将射频信号转换为中频信号的重要角色。
混频、中频等高频知识
混频器变频（或混频），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，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。
混频器的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（带有独立震荡器）和变频器（不带有独立震荡器）。
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。
在雷达接收机中，射频信号就是指从天线接收到的未混频前的信号，其载频就是雷达的工作频率；射频信号经过混频下变频到某个几十K到几百兆的某个中频段就成为中频信号；中频信号去掉载频，经A/D采样就成为零中频信号，也就是视频信号。
雷达信号在射频和中频部分都是单通道实信号，信号形式是一样的，只是载频不同。
在视频部分，为了保留相位信息，中频信号经过正交双通道处理成为两路相位相差90度的实信号，即复信号。
我认为中频信号检波后即为视频信号，检波就是上面所说的“中频信号去掉载频”，即解调无线通信中接收到的高频信号为什么要通过一个混频器转换成中频信号？我觉得有这么几个原因吧1 是中频频率较低处理简单一些，比如采样，采样率可以低一些，滤波器也容易设计2 是中频之后就是固定频率了，滤波器之类可以设计成窄带的，而不像前端那样宽带3 应该是最初的原因，因为最初中频并不一定比接收频率低如果不采用中频信号,而直接把信号变频到基带的话,那么我们采用的技术叫做零中频率技术,这个技术可以节约成本,并且采样率还可以降低,但是缺点比较多:I/Q不平衡,直流成分啊,实现起来比较有难度,所以现在运用不多,但是零中频技术运用在变速率通信中比较有优点,比如CDMA中; P1 l/ V/ a% H( Q& B所以我们一般还都是采用超外差式,优点基本上就是上面所说的那样RF 射频射频简称RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。
混频
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。当中频输出偏离线性1dB时的射频输入 功率为混频器的1dB压缩点。对于结构相同的混频器，1dB压缩点取决于本振功率大小和二极管特性，一般比本振 功率低6dB。
鉴相
理论上所有中频是直流耦合的混频器均可作为鉴相器使用。将两个频率相同，幅度一致的射频信号加到混频 器的本振和射频端口，中频端将输出随两信号相差而变的直流电压。当两信号是正弦时，鉴相输出随相差变化为 正弦，当两输入信号是方波时，鉴相输出则为三角波。使用功率推荐在标准本振功率附近，输入功率太大，会增 加直流偏差电压，太小则使输出电平太低。
定义
通过非线性器件将两不同频率的振荡变换成一个与两者都相关的新振荡。新振荡频率为上述两不同频率之差， 振幅包络与其中之一一致。若本机振荡与混频在同一非线性器件上实现，则称为“变频”。可以用器件，除指明射频信号工作频率外，还应注意本振和中频频率应用范围。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。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。
当有用信号和干扰信号两种调幅波均加至混频器输入端时，由于混频器非线性作用，使干扰信号的包络转移 到中频信号上。交叉调制的产生与干扰台的频率无关，任何频率较强的干扰信号加到混频器的输入端，都有可能 形成交叉调制干扰。
第三章 混频器
H (ω )
3.3 混频失真与干扰 ——镜像频率的产生 镜像频率的产生
ωI
ωI
ωR
H (ω )
ωL + ωI
ω
输入到混频器的射频信号 与镜频干扰信号频谱
本振信号频谱
ωL
H (ω )
ω
混频结果
ω
ωL − ωR
ωL
2ω L + ω I
3.3 混频失真与干扰 ——镜像频率的产生 镜像频率的产生
fR
fL
3.3 混频失真与干扰
组合频率分量 ω1 ω2 2 ω1 2 ω2 |ω1 ± ω2| 幂次 1 1 2 2 2 组合频率分量 3ω1 3ω2 |2ω1 ± ω2| |ω1 ± 2ω2| ±pω1 ± qω2 幂次 3 3 3 3 n
DC f 2 − f1
2 f1 − f 2
f1 f 2
2 f 2 − f1
•把i = f (UQ + u1 + u2)在(UQ + u1)上对 u2 Taylor展开 把 在 上对 展
i = f (U Q + u1 + u2 ) 1 '' 2 = f (U Q + u1 ) + f (U Q + u1 )u2 + f (U Q + u1 )u2 + L 2!
'
•若u2足够小，简化为 若 足够小，
± [(rf m1 − sf m 2 ) − f LO ] = f IF
这些频率分量使混频器的输出中频失真。 这些频率分量使混频器的输出中频失真。它是由 非线性器件的(r+s+1)次方产生的。与线性放大器 次方产生的。 非线性器件的 次方产生的 一样， 一样，这种由两个干扰信号互相作用而产生的干 扰称为互调失真
第13章混频器.
二极管无源混频器
二极管混频器
在分离器件中，最常用的是无源二极管混频器，它利用了二极管 的非线性，电路结构简单、线性度好、隔离差、噪声较高、本振信号 驱动要求高。
MOS无源混频器
直接将输入电压信号与本振信号在电压域进行混频。 特点：不提供增益、线性度较好。
总结
• 1.介绍了混频器的基本性能参数。 • 2.重点分析了Gilbert混频器（有源混频器），这类混频器 具有较好的线性度及噪声性能，并且广泛应用于单片集成 电路中。 • 3.无源对比有源混频器 无源混频器虽然具有较好的线性度、功耗，但引入了衰减。 有源混频器由于提供一定的转换增益，所以相对无源混频 器，可以在一定程度上抑制后续电路噪声对整个收发机系 统噪声的影响。
1 2( r g ) g 5 g 5 m5 m5 RL 2 1 4 g 2 m5 Rs
FSSB
FDSB
噪声优化
混频器输出端噪声主要由驱动级产生的热噪声、开关对产生的热噪 声和本振噪声、负载噪声引起。 驱动级是一个共源放大器，因此可以采用与低噪声放大器相同的噪 声优化方法，优化驱动级中晶体管的尺寸和偏置，使得驱动级产生的 热噪声尽可能低。
2
1 RL
FDSB
1 2( 5 rg 5 g m5 ) g m5 4 1G 4rg1G RL 2 c c 2 g 2 m5 Rs
理想情况下，可由下面两个公式估计混频器的噪声系数
1 ( r g ) g 3 g 3 m3 m3 RL 2 1 4 g 2 m3 Rs
假设驱动级的输出电流is中包含噪声电流成分n3(t)，其噪声功率谱密度 为Sn3(f,t)，则它的时变功率谱密度为
第13讲-混频器和检波器
－
＋
fp
图 11-20 星形双平衡混频器
~
3. 2
＋ 20～ ＋ 30
3. 3
＋ 20～ ＋ 30
图 11-21 几种臂元件组合所需本振功率
微波频率提高后,变压器网络可以用传输线来实现。图11 - 22 为用传输线实现变压器的原理。槽线、 鳍线等具有对称 性的传输线都可以做混合网络。但是,中间抽头不好找、 中频 输出滤波不好实现等困难,使得传输线结构的双平衡混频器的 指标比不上变压器结构。因此,5 GHz以上频率大量使用前述单 平衡混频器。
正交场平衡混频器
在波导中,几乎都采用正交场结构混频器。如图11 - 25 所示是单平衡混频器,利用波导内TE10模的电力线方向垂直实 现隔离,靠边界条件的扰动把本振功率加到二极管上。
信号输 入 波导
混频腔
混频二 极管 管座
管帽 金属微扰棒 中频 输出
本振输 入波导
图 11-25 波导正交场平衡混频器
混频器的原理
理想的混频器是一个开关或乘法器,如图11 - 12 所示,本振 激励信号（LO, fp）和载有调制信息的接收信号（RF, fs）经 过乘法器后得到许多频率成分的组合,经过一个滤波器后得到 中频信号（IF, fIF）。
RF
A(t)cosst
混频器
上变频
滤波器
1 2
A(t)co
s(L
s)t
RF
LO
fL
g / 5
100
阻 抗 变 换 器 20
fs RF
LO
(a)
fIF ZIF
PR F g / 4
50 负 载
g / 4
fIF
PIO
(c)