镜频抑制混频器设计――参考.
0_18_mCMOS宽带镜像抑制混频器的设计
RF
3.0～3.4
50
LO
3.225～3.625
50
IF
0.175～0.275
300
C1=860 C2=1 136
C1=994 C2=1 136 C1=1 930 C2=2 360 C3=3 130
RR11 CC11
RR2 1
c
CC22
CC11
CC22
CC11
CC22
CC11
CC22
Fig.3 Schematic of RF poly-phase filter 图 3 RF 多相滤波器原理图
Fig.6 Gain of the buffer amplifier 图 6 缓冲放大器的增益
2 宽带镜像抑制混频器的设计
2.1 核心混频器单元的设计
在有源 Gilbert 双平衡的设计中，最常用的就是 Gilbert 双平衡结构[6-7]。该设计中的混频器结构如图 7。 该结构具有较低的本振功率、较高的变频增益、高的 LO-IF 和 RF-IF 的端口隔离度的优点。混频器中，变 频电压增益为[8-9]：
(2)
式中： un 为电子迁移率； Cox 为单位面积的栅氧化层电容；W/L为宽长比； Vgs 为栅源间电压； Vth 为管子的阈值
电压； Id 为偏置电流。 采用 TSMC 0.18 µm CMOS 管工艺，在 ADS2003 中利用谐波仿真得到的结果如表 2。
RL
RL
VCC
M3 M4 Vbias_LOp
performance
Gilbert cell
this work
gain/dB noise figure/dB Image rejection/dB
P-1/dBm RF-IF isolation/dB IF-LO isolation/dB LO-RF isolation/dB
关于GPS-BD射频接收机中镜像抑制混频器设计
关于GPS/BD射频接收机中镜像抑制混频器设计0 引言随着近些年卫星导航产业的迅猛发展，人们对射频接收机前端芯片在面积、功耗、性能、成本等方面都有了更高的要求。
混频器因为在射频前端芯片链路中处于低噪声放大器和中频滤波器之间，它的性能指标对整个射频前端芯片的性能都有着重要的影响[1]，而镜像抑制混频器由于能够抑制镜像信号的干扰，在混频器设计者中很受欢迎。
本文基于传统的Hartely镜像抑制结构, 设计了一款以共射频输入端正交混频结构为核心单元的镜像抑制混频器，能够很好地抑制镜像信号的干扰。
1 Hartely结构原理传统的Hartely镜像抑制结构如图1所示，将正交的本地振荡信号与射频输入信号分别进行下变频，然后对其中一路下变频信号进行滤波和90°移相操作，最后再将两路信号求和来达到消除镜像中频信号的目的[2]。
我们假设射频输入信号为ARFcos(ωRFt)，镜像干扰信号为AIMcos(ωIMt)，本振信号频率为ωLO，中频信号频率为ωIF，那么它们之间的频率关系可以表示为式(1)：经过正交混频与滤波后A1、A2两点的信号可表示为式(3)、式(4)：从式（6）中可以看出镜像中频信号经过求和后被消除[3]。
上述分析仅限于理想情况下，实际中由于输入信号相位和增益失配等原因，仍有一部分镜像信号不能完全被消除，从而降低了镜像抑制能力。
本文设计电路中采用共射频输入端正交混频结构来降低信号相位和增益的失配，从而增强混频器的镜像抑制效果[4]。
2 电路设计2.1 混频器核心单元设计本文设计的共射频输入端正交混频核心单元结构如图2所示。
电路由4部分组成，分别是由R1-R4构成的负载级、由M3-M10构成的开关级、由M1-M2构成的跨导级和由M11-M14构成的尾电流源级；其中跨导级将射频输入电压信号转化为电流信号。
开关级由本振大信号控制其交替通断，从而实现混频功能。
负载级通过负载电。
Ku波段镜像抑制混频多功能MMIC芯片设计
设计应用技术U =2 V U =4 V Gain U =3 V-1.00.40.60.81.01.21.4-1.8-1.6-1.4U /VG a i n /d BN F /d B-1.20.02468101214161820 2023年6月25日第40卷第12期· 23 ·1.5 级联设计将已设计完成的LNA 、L O buffer 以及混频器3个单元电路版图拼成整版进行仿真，混频多功能芯片版图如图4所示。
图4 混频多功能芯片版图2 测试结果分析采用先进化合物半导体工艺进行流片，回片后对晶圆进行测试。
测试条件设置本振功率为0 dBm ，中频频率为3 GHz ，射频频率为12～16 GHz 。
射频频率变化曲线如图5所示。
12.012.513.013.514.014.515.015.516.01011121314151617变频增益/d B 频率/GHzP LO =0 dBm （a ）变频增益随射频频率变化曲线P LO =0 dBm12.012.513.013.514.014.515.015.516.0-30-25-20-15-10本振-中频隔离度/d B 频率/GHz （b ）本振到中频端口隔离度随射频频率变化曲线P LO =0 dBm12.012.513.013.514.014.515.015.516.00.00.51.01.52.0噪声系数/d B 频率/GHz （c ）噪声系数随射频频率变化曲线P LO =0 dBm12.012.513.013.514.014.515.015.516.0253035404550镜频抑制/d B频率/GHz （d ）镜频抑制随射频频率变化曲线图5 射频频率变化曲线由测试曲线可知：（1）在频率为12～16 GHz 范围内，变频增益为13～14 dB ，增益平坦度为 1 dB 左右；（2）本振-中频隔离度≥20 dB ，具有较好的隔离度；（3）在射频频率工作范围内，噪声系数≤1.5 dB ，镜频抑制大于30 dB ，具有较高的镜频抑制度。
Ka波段镜像抑制谐波混频器设计_黄锦沛
1
1. 1
混频器的原理分析
谐波混频原理 本次设计使用反向并联二极管对实现四次谐波 =
混频，其模型如图 1 所示，假设信号为 VS （ t ） VS cosωS t，LO 信号为 VL （ t ）
= VL cosωL t， 其中 ωS
和 ωL 分别为 RF 和 LO 信号的角频率，VS 和 VL 分别 为 RF 和 LO 信号的幅度，且∣ VL ∣ ＞＞ | Vs ∣。
]
（ 10 ）
TL6 构成 RF 匹配网路， RF 带通滤波器回收闲频， 提高隔离度。 TL7 和 TL8 是 LO 匹配网络， LO 带通 滤波器回收闲频，提高隔离度。本次选用的带通滤 波器 寄 生 通 带 在 3 倍 中 心 频 率 处， 因 此 TL9 为 1 /4 λ3LO 开路线，避免在工作中 3 ω L 能量对功率源的 IF 隔离 影响。TL10 和 TL11 都为 1 /4 λ RF 长，提高 RF度。IF 低i D 为二极管反向饱和电流， 那么流过二极管 对的电流 i 和时变电导 g（ t） 可用第一类 n 阶修正贝 塞尔函数
［2 ］
分别表示为
∞
(
)
i = i1 + i2 = 2 i D sinh（ αv（ t） ） = 2 i D ∑ 2 I2n +1 （ αv（ t） ） cos（ 2 n + 1 ） ω L t
对于混频单元 1 ， 其 RF 输入信号为 V S1 （ t ） ， 镜 LO 输入信号 V L 1 （ t） 可以分别 频输入信号为 V I1 （ t） ， 表示为 cos ω S t － π （ 6） 2 2 槡 VI V I1 （ t） = cos ω I t － π （ 7） 2 2 槡 VL V L1 （ t） = cosω L t （ 8） 2 槡 混频单元 1 输出的 RF 和镜像频率对应的混频产物 V IF1 （ t） 和 V IM1 （ t） 分别为 V S1 （ t） = VS
镜频抑制混频器
镜频抑制混频器应用ADS设计混频器．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°。
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：可见，信号和本振都分别以 2π相位差分配到两只二极管上，故这类混频器称为2π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：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。
镜频抑制混频器设计
设计实验5镜频抑制混频器设计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1-11-2D2上电压1-31-4可见，信号和本振都分别以相位差分配到两只二极管上，故这类混频器称为型平衡混频器。
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：同样，D2式中的混频器的电流为：当时，利用的关系，可以求出中频电流为：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。
《基于电光调制的微波光子移相和镜像抑制混频器的研究》范文
《基于电光调制的微波光子移相和镜像抑制混频器的研究》篇一一、引言随着通信技术的飞速发展，微波光子技术在无线通信、雷达探测、电子对抗等领域的应用越来越广泛。
微波光子移相器和混频器作为微波光子技术的核心器件，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。
其中，基于电光调制的微波光子移相和镜像抑制混频器因其高带宽、低损耗、高精度等优点，成为了研究的热点。
本文旨在研究基于电光调制的微波光子移相和镜像抑制混频器的原理、设计及性能，为相关研究提供理论支持和参考。
二、电光调制技术概述电光调制技术是一种将电信号调制到光信号上的技术，通过改变光的相位、强度、频率或偏振态等方式实现信息的传输。
在微波光子技术中，电光调制技术被广泛应用于移相和混频等操作。
其优点包括带宽高、损耗低、抗干扰能力强等。
三、微波光子移相器研究微波光子移相器是利用电光调制技术改变光波的相位，进而影响微波信号的相位。
本文研究的基于电光调制的微波光子移相器，主要通过调节电压控制电极，改变光波导中的电光效应，实现相位调节。
该移相器具有响应速度快、移相范围大、精度高等优点，在雷达、电子对抗等领域具有广泛的应用前景。
四、镜像抑制混频器研究混频器是一种将两个不同频率的信号混合，产生新频率信号的器件。
在微波光子技术中，混频器常用于频率变换和信号处理。
基于电光调制的镜像抑制混频器，通过电光调制技术将本振信号与待测信号混合，并利用光电检测器检测混合后的光信号，实现频率变换和信号处理。
该混频器具有高镜像抑制比、低噪声、高线性度等优点，在通信、雷达等领域具有广泛的应用。
五、设计与性能分析本文设计了一种基于电光调制的微波光子移相和镜像抑制混频器。
该器件采用先进的电光调制技术，通过电压控制电极实现相位调节和混频操作。
性能分析表明，该器件具有宽带宽、低损耗、高精度、高镜像抑制比等优点。
同时，该器件还具有响应速度快、抗干扰能力强等特点，可满足高速、高精度通信和雷达探测等应用需求。
六、实验与结果分析为了验证本文设计的基于电光调制的微波光子移相和镜像抑制混频器的性能，我们进行了实验测试。
0.18μm CMOS宽带镜像抑制混频器的设计
ｉ ｅｓ ｎ ｏ ａ ｃｌｔｒ ｆ ｔｒ ，ｏ ｅＬ ｃｌＯｓｉａｏ（ ０】 ｕ ｅ ｍｐｉ ｅ ，ｆｕ ｏ ｅｃ ｌ ｆＧ ｌ ｅｔｍｉｅ． ｔ ｈ ｉ ｌｔ ｎｉ ｌ Ｌ ｂ ｆ ｒａ ｌ ｒ ｏ ｒｃ ｒ ｅｌ ｏ ｉｂ ｒ ｘ ｒ Ｗｉ ｔｅｓｍｕａｉ ｉ ｆ ｓ ｈ ｏ ｎ ｔｅＡＤＳ ０ ３，ｉ ｍｅ ｔ ｈ ｅｉｅ ｅｕｔ ｎ ｅｉ ｇ ｅｅ ｔ ｎｉ ０ｄ Ｔ ｅｍｉｅ ｅｉｎ ｄ ａ ｄ ｔｅ ｈ ２０ ｔ ｅｓｔｅｄ ｓｒｄｒｓ ｌｓａ ｄｔ ｍａ ｅｒｊｃｉ ｓ６ Ｂ． ｈ ｘ ｒｄ ｓｇ ｅ ｎ ｈ ｈ ｏ
中 图分类 号 ：Ｔ ７３ Ｎ ７． ４ 文 献标 识码 ：Ａ
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◇把仿真器中的一项改掉，其他不变，就是加入了一个扫描变量
◇最后仿真的结果是图 36 总结这是一个微带平衡混频器，主要是有几部分组成：3dB 定向耦合器、二极管的输入、输出阻抗匹配电路、两个二极管、输出低通滤波器。
在这篇文章中，我们先介绍了 3dB 定向耦合器的仿真，其中原理部分可以参考其他资料，在知道了原理后，可以利用一些小软件计算线宽，该软件陈抗生老师哪里有的。
后面是介绍一个低通滤波器的设计和仿真，这是比较简单的，用于输出中频滤波。
后面是分别设计和仿真了这个 Mixer 的频谱、噪音、增益-本振功率曲线、射频频率-噪音系数曲线等等。
整个过程中，电路的原理图都是不变的，改变的只是端口的配置、仿真器的配置还有变量的配置。
其中有几个规律。
对于用来仿真 Mixer 的 HB Simulation 要求 1 端口是射频输入端口、2 端口是中频输入端口、3 端口是本振输入端口。
输入部分一般使用功率源，输出负载是使用“Term” 。
仿真器的配置中，一般 Freq[1]是本振频率，Freq[2]是射频频率，Order 一般是要大于 1 的或者就是变成线性电路仿真了，Sweep 是加入扫描变量的选项，只能扫描直接变量，表达式不能扫描，另外计算噪音的时候要选上“Nolinear” ，Noise[1]噪音输入频率是射频，分析的频率是中频。
Noise[2]选择输出节点是“Vif” 。
这是一般的配置情况，具体的可以参考上面的章节。
教训：因为这个过程中电路原理图要反复用到，也许有同学会选择直接从电路原理图中Copy(Ctrl+a； Ctrl+c； Ctrl+v过去，事实证明， ADS 的这个功能有点缺陷，可能会造成器件之间的连线出问题，建议不要这样处理，可以把文件先做一个备份，然后把备份的名字改掉，这样方面，而且可靠。