ads射頻電路課程設(shè)計(jì)——混頻器設(shè)計(jì)與仿真

1、<p><b>　　混頻器的設(shè)計(jì)與仿真</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 混頻器的設(shè)計(jì)與仿真 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 院： </p><p>　　專

2、業(yè)： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　日 期: 2011年 12 月 20 日</p><p><b>　　目錄<

3、/b></p><p>　　一、射頻電路與ADS概述3</p><p>　　1、射頻電路概述3</p><p><b>　　2、ADS概述3</b></p><p>　　二、混頻器的設(shè)計(jì)7</p><p>　　1.混頻器的基本原理7</p><p>　　2、

4、混頻器的技術(shù)指標(biāo)9</p><p>　　三、混頻器的設(shè)計(jì)9</p><p>　　1、3 dB定向耦合器的設(shè)計(jì)9</p><p>　　1.1、建立工程9</p><p>　　1.2、搭建電路原理圖10</p><p>　　1.3、設(shè)置微帶線參數(shù)11</p><p>　　1.4、耦合器的

5、S參數(shù)仿真12</p><p>　　2、完整混頻器電路設(shè)計(jì)17</p><p>　　3、低通濾波器的設(shè)計(jì)21</p><p>　　四、混頻器性能仿真23</p><p>　　1、混頻器功能仿真23</p><p>　　1.1、仿真原理圖的建立23</p><p>　　1.2功能仿真

6、25</p><p>　　2、本振功率的選擇27</p><p>　　3、混頻器的三階交調(diào)點(diǎn)分析28</p><p>　　3.1、三階交調(diào)點(diǎn)的測(cè)量28</p><p>　　3.2、三階交調(diào)點(diǎn)與本振功率的關(guān)系31</p><p>　　4、混頻器的輸入駐波比仿真31</p><p>　　五

7、、 設(shè)計(jì)總結(jié)33</p><p>　　射頻電路與ADS概述</p><p><b>　　射頻電路概述</b></p><p>　　射頻是指超高頻率的無線電波，對(duì)于工作頻率較高的電路，人們經(jīng)常稱為“高頻電路”或“射頻（RF）電路”或“微波電路”等等。 </p><p>　　工程上通常是指工作頻段的波長(zhǎng)在10m ～ 1mm

8、或頻率在30MHz ～ 300GHz之間的電路。此外，有時(shí)還含有亞毫米波（ 1mm～0.1mm 或300GHz ～ 3000GHz）等。 </p><p>　　一方面，隨著頻率升高到射頻頻段，通常在分析DC和低頻電路時(shí)樂于采用的基爾霍夫定律、歐姆定律以及電壓電流的分析工具，已不精確或不再適用。分布參數(shù)的影響不容忽略。另一方面，純正采用電磁場(chǎng)理論方法，盡管可以很好的全波分析和計(jì)及分布參數(shù)等的影響，但很難觸及高頻放大

9、器、VCO、混頻器等實(shí)用內(nèi)容。所以，射頻電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用已成為信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。</p><p><b>　　2、ADS概述</b></p><p>　　ADS電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA軟件全稱為 Advanced Design System，是美國(guó)安捷倫（Agilent）公司所生產(chǎn)擁有的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件；ADS功能十分強(qiáng)大，包含時(shí)域電路仿真 (SPICE-li

10、ke Simulation)、頻域電路仿真 (Harmonic Balance、Linear Analysis)、三維電磁仿真 (EM Simulation)、通信系統(tǒng)仿真(Communication System Simulation)和數(shù)字信號(hào)處理仿真設(shè)計(jì)（DSP）；支持射頻和系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師開發(fā)所有類型的 RF設(shè)計(jì)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從離散的射頻/微波模塊到用于通信和航天/國(guó)防的集成MMIC，是當(dāng)今國(guó)內(nèi)各大學(xué)和研究所使用最多的微波/射頻

11、電路和通信系統(tǒng)仿真軟件軟件。</p><p>　　2.1 ADS的仿真設(shè)計(jì)方法    ADS軟件可以提供電路設(shè)計(jì)者進(jìn)行模擬、射頻與微波等電路和通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其提供的仿真分析方法大致可以分為：時(shí)域仿真、頻域仿真、系統(tǒng)仿真和電磁仿真；ADS仿真分析方法具體介紹如下：</p><p>　　2.1.1  高頻SPICE分析和卷積分析（Convolutio

12、n）    高頻SPICE分析方法提供如SPICE仿真器般的瞬態(tài)分析，可分析線性與非線性電路的瞬態(tài)效應(yīng)。在SPICE仿真器中，無法直接使用的頻域分析模型，如微帶線帶狀線等，可于高頻SPICE仿真器中直接使用，因?yàn)樵诜抡鏁r(shí)可于高頻SPICE仿真器會(huì)將頻域分析模型進(jìn)行拉式變換后進(jìn)行瞬態(tài)分析，而不需要使用者將該模型轉(zhuǎn)化為等效RLC電路。因此高頻SPICE除了可以做低頻電路的瞬態(tài)分析，也可以分析高頻電路的瞬態(tài)響應(yīng)

13、。此外高頻SPICE也提供瞬態(tài)噪聲分析的功能，可以用來仿真電路的瞬態(tài)噪聲，如振蕩器或鎖相環(huán)的jitter。    卷積分析方法為架構(gòu)在SPICE高頻仿真器上的高級(jí)時(shí)域分析方法，藉由卷積分析可以更加準(zhǔn)確的用時(shí)域的方法分析于頻率相關(guān)的元件，如以S參數(shù)定義的元件、傳輸線、微帶線等。</p><p>　　2.1.2  線性分析    線性分析為頻域

14、的電路仿真分析方法，可以將線性或非線性的射頻與微波電路做線性分析。當(dāng)進(jìn)行線性分析時(shí)，軟件會(huì)先針對(duì)電路中每個(gè)元件計(jì)算所需的線性參數(shù)，如S、Z、Y和H參數(shù)、電路阻抗、噪聲、反射系數(shù)、穩(wěn)定系數(shù)、增益或損耗等（若為非線性元件則計(jì)算其工作點(diǎn)之線性參數(shù)），在進(jìn)行整個(gè)電路的分析、仿真。</p><p>　　2.1.3  諧波平衡分析( Harmonic Balance)    諧波平衡

15、分析提供頻域、穩(wěn)態(tài)、大信號(hào)的電路分析仿真方法，可以用來分析具有多頻輸入信號(hào)的非線性電路，得到非線性的電路響應(yīng)，如噪聲、功率壓縮點(diǎn)、諧波失真等。與時(shí)域的SPICE仿真分析相比較，諧波平衡對(duì)于非線性的電路分析，可以提供一個(gè)比較快速有效的分析方法。    諧波平衡分析方法的出現(xiàn)填補(bǔ)了SPICE的瞬態(tài)響應(yīng)分析與線性S參數(shù)分析對(duì)具有多頻輸入信號(hào)的非線性電路仿真上的不足。尤其在現(xiàn)今的高頻通信系統(tǒng)中，大多包含了混頻電路

16、結(jié)構(gòu)，使得諧波平衡分析方法的使用更加頻繁，也越趨重要。另外針對(duì)高度非線性電路，如鎖相環(huán)中的分頻器，ADS也提供了瞬態(tài)輔助諧波平衡(Transient Assistant HB)的仿真方法，在電路分析時(shí)先執(zhí)行瞬態(tài)分析，并將此瞬態(tài)分析的結(jié)果作為諧波平衡分析時(shí)的初始條件進(jìn)行電路仿真，藉由此種方法可以有效地解決在高度非線性的電路分析時(shí)會(huì)發(fā)生的不收斂情況。</p><p>　　2.1.4  電路包絡(luò)分析（Cir

17、cuit Envelope）    電路包絡(luò)分析包含了時(shí)域與頻域的分析方法，可以使用于包含調(diào)頻信號(hào)的電路或通信系統(tǒng)中。電路包絡(luò)分析借鑒了SPICE與諧波平衡兩種仿真方法的優(yōu)點(diǎn)，將較低頻的調(diào)頻信號(hào)用時(shí)域SPICE仿真方法來分析，而較高頻的載波信號(hào)則以頻域的諧波平衡仿真方法進(jìn)行分析</p><p>　　2.1.5  射頻系統(tǒng)分析    射頻系統(tǒng)

18、分析方法提供使用者模擬評(píng)估系統(tǒng)特性，其中系統(tǒng)的電路模型除可以使用行為級(jí)模型外，也可以使用元件電路模型進(jìn)行習(xí)用響應(yīng)驗(yàn)證。射頻系統(tǒng)仿真分析包含了上述的線性分析、諧波平衡分析和電路包絡(luò)分析，分別用來驗(yàn)證射頻系統(tǒng)的無源元件與線性化系統(tǒng)模型特性、非線性系統(tǒng)模型特性、具有數(shù)字調(diào)頻信號(hào)的系統(tǒng)特性。</p><p>　　2.1.6  拖勒密分析（Ptolemy）    拖勒密分析方法具有

19、可以仿真同時(shí)具有數(shù)字信號(hào)與模擬、高頻信號(hào)的混合模式系統(tǒng)能力。ADS中分別提供了數(shù)字元件模型（如FIR濾波器、IIR濾波器，AND邏輯門、OR邏輯門等）、通信系統(tǒng)元件模型（如QAM調(diào)頻解調(diào)器、Raised Cosine濾波器等）及模擬高頻元件模型（如IQ編碼器、切比雪夫?yàn)V波器、混頻器等）可供使用。</p><p>　　2.1.7  電磁仿真分析(Momentum)    A

20、DS軟件提供了一個(gè)2.5D的平面電磁仿真分析功能——Momentum（ADS2005A版本Momentum已經(jīng)升級(jí)為3D電磁仿真器），可以用來仿真微帶線、帶狀線、共面波導(dǎo)等的電磁特性，天線的輻射特性，以及電路板上的寄生、耦合效應(yīng)。所分析的S參數(shù)結(jié)果可直接使用于些波平衡和電路包絡(luò)等電路分析中，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。在Momentum電磁分析中提供兩種分析模式：Momentum微波模式即Momentum和Momentum射頻模式即Moment

21、um RF；使用者可以根據(jù)電路的工作頻段和尺寸判斷、選擇使用。</p><p>　　2.2 ADS的設(shè)計(jì)輔助功能    ADS軟件除了上述的仿真分析功能外，還包含其他設(shè)計(jì)輔助功能以增加使用者使用上的方便性與提高電路設(shè)計(jì)效率。ADS所提供的輔助設(shè)計(jì)功能簡(jiǎn)介如下：</p><p>　　2.2.1  設(shè)計(jì)指南（Design Guide） &

22、#160;  設(shè)計(jì)指南是藉由范例與指令的說明示范電路設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程，使用者可以經(jīng)由這些范例與指令，學(xué)習(xí)如何利用ADS軟件高效地進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。    目前ADS所提供的設(shè)計(jì)指南包括：WLAN設(shè)計(jì)指南、Bluetooth設(shè)計(jì)指南、CDMA2000設(shè)計(jì)指南、RF System設(shè)計(jì)指南、Mixer設(shè)計(jì)指南、Oscillator設(shè)計(jì)指南、Passive Circuits設(shè)計(jì)指南、Phased Locked

23、 Loop設(shè)計(jì)指南、Amplifier設(shè)計(jì)指南、Filter設(shè)計(jì)指南等。除了使用ADS軟件自帶的設(shè)計(jì)指南外，使用者也可以通過軟件中的DesignGuide Developer Studio建立自己的設(shè)計(jì)指南。</p><p>　　2.2.2  仿真向?qū)В⊿imulation Wizard）    仿真向?qū)峁﹕tep-by-step的設(shè)定界面供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行電路分析與設(shè)計(jì)，

24、使用者可以藉由圖形化界面設(shè)定所需驗(yàn)證的電路響應(yīng)。    ADS提供的仿真向?qū)Оǎ涸匦裕―evice Characterization）、放大器（Amplifier）、混頻器（Mixer）和線性電路（Linear Circuit）。</p><p>　　2.2.3  仿真與結(jié)果顯示模板（Simulation & Data Display Template）&

25、#160;   為了增加仿真分析的方便性，ADS軟件提供了仿真模板功能，讓使用者可以將經(jīng)常重復(fù)使用的仿真設(shè)定（如仿真控制器、電壓電流源、變量參數(shù)設(shè)定等）制定成一個(gè)模板，直接使用，避免了重復(fù)設(shè)定所需的時(shí)間和步驟。結(jié)果顯示模板也具有相同的功能，使用者可以將經(jīng)常使用的繪圖或列表格式制作成模板以減少重復(fù)設(shè)定所需的時(shí)間。除了使用者自行建立外，ADS軟件也提供了標(biāo)準(zhǔn)的仿真與結(jié)果顯示模板可供使用。</p><p

26、>　　2.2.3  電子筆記本（Electronic Notebook）    電子筆記本可以讓使用者將所設(shè)計(jì)電路與仿真結(jié)果，加入文字?jǐn)⑹?，制成一份網(wǎng)頁式的報(bào)告。由電子筆記本所制成的報(bào)告，不需執(zhí)行ADS軟件即可以在瀏覽器上瀏覽。</p><p>　　2.3 ADS與其他EDA軟件和測(cè)試設(shè)備間的連接    由于現(xiàn)今復(fù)雜龐大的的電路設(shè)計(jì)

27、，每個(gè)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中均扮演著螺絲釘?shù)慕巧?，因此軟件與軟件之間、軟件與硬件之間、軟件與元件廠商之間的溝通與連接也成為設(shè)計(jì)中不容忽視的一環(huán)。ADS軟件與其他設(shè)計(jì)驗(yàn)證軟件、硬件的連接簡(jiǎn)介如下： </p><p>　　2.3.1  SPICE電路轉(zhuǎn)換器（SPICE Netlist Translator）    SPICE電路轉(zhuǎn)換器可以將由Cadence、Spe

28、ctre、PSPICE、HSPICE及Berkeley SPICE所產(chǎn)生的電路圖轉(zhuǎn)換成ADS使用的格式進(jìn)行仿真分析、另外也可以將由ADS產(chǎn)生的電路轉(zhuǎn)出成SPICE格式的電路，做布局與電路結(jié)構(gòu)檢查（LVS，Layout Versus Schematic Checking）與布局寄生抽取（Layout Parasitic Extraction）等驗(yàn)證。</p><p>　　2.3.2  電路與布局文件格式轉(zhuǎn)

29、換器（IFF Schematic and Layout Translator）    電路與布局格式轉(zhuǎn)換器提供使用者與其他EDA軟件連接溝通的橋梁，藉由此轉(zhuǎn)換器可以將不同EDA軟件所產(chǎn)生的文件，轉(zhuǎn)換成ADS可以使用的文件格式。</p><p>　　2.3.3  布局轉(zhuǎn)換器（Artwork Translator）    布局式轉(zhuǎn)換器提供使用者

30、將由其他CAD或EDA軟件所產(chǎn)生的布局文件導(dǎo)入ADS軟件編輯使用，可以轉(zhuǎn)換的格式包括IDES、GDSII、DXF、與Gerber等格式。</p><p>　　2.3.4  SPICE模型產(chǎn)生器（SPICE Model Generator）    SPICE模型產(chǎn)生器可以將由頻域分析得到的或是由測(cè)量?jī)x器得到的S參數(shù)轉(zhuǎn)換為SPICE可以使用的格式，以彌補(bǔ)SPICE仿真軟件無法

31、使用測(cè)量或仿真所得到的S參數(shù)資料的不足。</p><p>　　2.3.5  設(shè)計(jì)工具箱（Design Kit）    對(duì)于IC設(shè)計(jì)來說，EDA軟件除了需要提供準(zhǔn)確快速的仿真方法外，與半導(dǎo)體廠商的元件模型間的連接更是不可或缺的，設(shè)計(jì)工具箱便是扮演了ADS軟件與廠商元件模型間溝通的重要角色。ADS軟件可以藉由設(shè)計(jì)工具箱將半導(dǎo)體廠商的元件模型讀入，供使用者進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)、仿真與

32、分析。</p><p>　　2.3.6  儀器連接器    儀器連接器提供了ADS軟件與測(cè)量?jī)x器連接的功能，使用者可以通過儀器伺服器將網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量得到的資料或SnP格式的文件導(dǎo)入ADS軟件中進(jìn)行仿真分析，也可以將軟件仿真所得的結(jié)果輸出到儀器（如信號(hào)發(fā)生器），作為待測(cè)元件的測(cè)試信號(hào)。</p><p><b>　　混頻器的原理</b&

33、gt;</p><p>　　在無線通信系統(tǒng)中，混頻器也是一種常見的射頻電路組件，它主要用來對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率變換。在接收機(jī)中，一般用來對(duì)接收機(jī)的射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻；在發(fā)射機(jī)中，一般用來對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行上變頻。下面將設(shè)計(jì)一個(gè)鏡像抑制混頻器，并 對(duì)他的參數(shù)進(jìn)行仿真。</p><p>　　1、混頻器的基本原理</p><p>　　混頻器通常被用來將不同頻率的信號(hào)相乘，以實(shí)現(xiàn)頻

34、率的變換。它最基本的作用有兩個(gè)：上變頻和下變頻。其中上變頻的作用是將中頻信號(hào)與本振信號(hào)混頻成為發(fā)射的射頻信號(hào)，通過天線發(fā)射出去；下變頻器的作用是將天線接收到的射頻信號(hào)與本地載波信號(hào)混頻，經(jīng)過濾波后得到中頻信號(hào)，并送到中頻處理模塊進(jìn)行處理。圖1就是一個(gè)平衡混頻器的電離臂，1到3、4端口以及從2到3、4端口都是功率平分而相位差90。。</p><p>　　圖1 鏡像抑制混頻器的原理</p><p&

35、gt;　　假設(shè)射頻信號(hào)和本振信號(hào)分別從隔離臂1、2端口加入時(shí)，初相位都是0。，考慮到傳輸相同的路徑不影響相對(duì)相位關(guān)系。通過定向耦合器，加到VD1，VD2上的信號(hào)和本振電壓分別為由式1到式4表示：</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　（

36、3）</b></p><p><b>　　（4）</b></p><p>　　可見，射頻信號(hào)和本振信號(hào)都分別以π/2相位差分配到兩只二極管上，故這類混頻器稱為π/2型平衡混頻器。由一般混頻電流的計(jì)算公式，并考慮到射頻電壓和本振電壓的相位差，可以得到D1中混頻電流為：</p><p><b>　?。?）</b>&

37、lt;/p><p>　　同樣D2中的混頻電流為：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　當(dāng)m=±1，n=±1時(shí)，利用式（7）的關(guān)系，可以求出中頻電流如式（8）所示。</p><p><b>　?。?）</b></p><p><

38、b>　?。?）</b></p><p>　　這樣就可以看出，輸出的中頻信號(hào)的頻率是輸入的射頻信號(hào)的頻率與本振信號(hào)的頻率之差，從而達(dá)到了混頻的目的。</p><p>　　2、混頻器的技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　混頻器主要的技術(shù)指標(biāo)如下：</p><p>　?。?）、噪聲系數(shù)和等效相位噪聲：它描述了混頻器的噪聲特性，有兩種表現(xiàn)

39、形式，分別為單邊帶噪音系數(shù)和雙邊帶噪音系數(shù)。</p><p>　?。?）、變頻增益：雖然混頻器的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的頻率不同，但仍然可以利用輸出信號(hào)功率與輸入信號(hào)功率之比來表示混頻器的增益。</p><p>　?。?）、動(dòng)態(tài)范圍：混頻器的動(dòng)態(tài)范圍是指它正常工作時(shí)的輸入信號(hào)的功率范圍，超過這個(gè)范圍將對(duì)信號(hào)的增益和頻率成分產(chǎn)生影響。</p><p>　　（4）、雙頻三階

40、交調(diào)與線性度。</p><p>　?。?）、工作頻率：混頻器的工作頻率是指輸入或輸出射頻信號(hào)的頻率。</p><p>　?。?）、隔離度：隔離度一般是指混頻器射頻信號(hào)輸入端口與本振信號(hào)輸入端口之間的隔離特性。</p><p>　　（7）、本振功率：本振功率是指完成混頻功能需要輸入本振信號(hào)的功率。</p><p><b>　　三、混頻

41、器的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖1所示的混頻器電路主要由3 dB定向耦合器、匹配電路和晶體管組成。</p><p>　　1、3dB定向耦合器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.1、建立工程</b></p><p>　　、運(yùn)行ADS，彈出ADS的主窗口。</p><p>　　

42、、選擇【File】 【New Project】命令，打開“New Project”（新建工程）對(duì)話框，可以看見對(duì)話框中已經(jīng)存在了默認(rèn)的工作路徑“c:\users\default”，在路徑的末尾輸入工程名為：mixer，并且在【Project Technology Files】欄中選擇“ADS Standard:Length unilmillimeter”,即工程中的默認(rèn)長(zhǎng)度單位為毫米，如圖2示。</p><p>

43、;　　圖2 新建mixer工程</p><p>　　、單擊【OK】按鈕，完成新建工程，同時(shí)打開原理圖設(shè)計(jì)窗口。</p><p>　　1.2、搭建電路原理圖</p><p>　　（1）、選擇【File】 【New Design…】命令，在工程中新建一個(gè)原理圖。</p><p>　　、在新建設(shè)計(jì)窗口中給新建的原理圖命名，這里命名為3dB_co

44、uple，并單擊工具欄中的【Save】按鈕保存設(shè)計(jì)。</p><p>　　、在原理圖設(shè)計(jì)窗口的元件面板列表中選擇“TLines-Microstrip”元件面板，并從元件面板中選擇3個(gè)MLIN和2個(gè)MTEE插入到原理圖中。</p><p>　　、調(diào)整它們的放置方式，并按照?qǐng)D3所示的形式連接起來，組成定向耦合器的一條支路。</p><p>　　、從“TLines-Mic

45、rostrip”元件面板中再選擇3個(gè)MLIN和2個(gè)MTEE插入到原理圖中。</p><p>　　圖3 定向耦合器的一條支路</p><p>　　、按照?qǐng)D4所示的方式連接剛剛插入的微帶線，形成定向耦合器的另外一條支路，可以看出這兩條支路是對(duì)稱的。</p><p>　　、從“TLines-Microstrip”元件面板中再選擇2個(gè)MLIN插入到原理圖中，作為連接兩個(gè)支路

46、的微帶線，并將兩條支路連接起來，如圖5所示。</p><p>　　圖4 定向耦合器的另一條支路</p><p>　　圖5 兩條支路的連接</p><p>　?。?）、這樣，耦合器的電路結(jié)構(gòu)就完成了，比較圖5和圖1，可以發(fā)現(xiàn)混頻器中耦合器部分與剛剛搭建的耦合器電路結(jié)構(gòu)是相同的。</p><p>　　1.3、設(shè)置微帶線參數(shù)</p>

47、<p>　　通過前面微帶電路設(shè)計(jì)的知識(shí)可以知道，對(duì)于微帶線電路，有兩種參數(shù)：尺寸參數(shù)和電氣參數(shù)，下面就分別對(duì)這兩種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，具體過程如下。</p><p>　　、從“TLines-Microstrip”元件面板列表中選擇一個(gè)微帶線參數(shù)設(shè)置控件MSUB，插入到原理圖中。</p><p>　　、雙擊MSUB控件，按照下面內(nèi)容進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：</p><p>

48、;　　H=0.5mm，表示微帶線所在的基板的厚度為0.5mm。</p><p>　　Er=4.2，表示微帶線的相對(duì)介電常數(shù)為4.2。</p><p>　　Mur=1，表示微帶線的相對(duì)磁導(dǎo)率為1。</p><p>　　Cond=4.1E+7，表示微帶線的電導(dǎo)率為4.1E+7。</p><p>　　Hu=15mm，表示微帶線的封裝高度為15mm。

49、</p><p>　　T=0.005mm，表示微帶線的金屬層厚度近似為0.005mm。</p><p>　　TanD=0.0003，表示微帶線的損耗角正切為0.0003。</p><p>　　Rough=0.0001mm，表示微帶線的表面粗糙度為0.0001mm。</p><p>　　完成設(shè)置的MSUB控件如圖6所示。

50、 圖6 完成設(shè)置的MSub控件</p><p>　　、耦合器兩邊的引出線應(yīng)是特性阻抗為50歐姆的微帶線，它的寬度W可由微帶線計(jì)算工具得到，具體方法是在菜單欄中選擇【Tools】 【LineCalc】 【Start Linecalc】命令，在窗口中輸入與MSUB控件中相同的內(nèi)容。</p><p>　　、在Electrical中輸入Z0=50、E_Eff=90。，單擊【Synt

51、hesize】按鈕，進(jìn)行W、L與Z0、E_Eff間的相互換算，最后得到微帶線的線寬為0.98mm，長(zhǎng)度為10.46mm（四分之一波長(zhǎng)）。</p><p>　　、在Electrical中輸入Z0=35、E_Eff=90。，單擊【Synthesize】按鈕，進(jìn)行W、L與Z0、E_Eff間的相互換算，最后得到微帶線的線寬為1.67mm，長(zhǎng)度為10.2mm（四分之一波長(zhǎng)）。</p><p>　　、

52、 按照下面的內(nèi)容設(shè)置耦合器重各段微帶線的尺寸參數(shù)。</p><p>　　TL1、TL3、TL4、TL6的尺寸參數(shù)為：</p><p>　　W=0.98mm，表示微帶線寬度為0.98mm。</p><p>　　L=2.5mm，表示微帶線的線長(zhǎng)為2.5mm。</p><p>　　TL2、TL5的尺寸參數(shù)為：</p><p>

53、;　　W=1.67mm，表示微帶線寬度為1.67mm。</p><p>　　L=10.2mm，表示微帶線的線長(zhǎng)為10.2mm。</p><p>　?、邸eel、Tee4的尺寸參數(shù)為：</p><p>　　W1=0.98mm，表示T型微帶線接口1的線寬為0.98mm。</p><p>　　W2=1.67mm，表示T型微帶線接口2的線寬為1.6

54、7mm。</p><p>　　W3=0.98mm，表示T型微帶線接口3的線寬為0.98mm。</p><p>　?、?、Tee2、Tee3的尺寸參數(shù)為：</p><p>　　W1=1.67mm，表示T型微帶線接口1的線寬為1.67mm。</p><p>　　W2=0.98mm，表示T型微帶線接口2的線寬為0.98mm。</p>&

55、lt;p>　　W3=0.98mm，表示T型微帶線接口3的線寬為0.98mm。</p><p>　　完成了電氣參數(shù)和尺寸參數(shù)設(shè)置的電路原理圖如圖7所示。</p><p>　　、完成了微帶線電路參數(shù)的設(shè)置后，下面就對(duì)這個(gè)電路進(jìn)行S參數(shù)仿真。。</p><p>　　1.4、耦合器的S參數(shù)仿真</p><p>　　對(duì)耦合器的S參數(shù)仿真主要是為了

56、觀察端口1，2和端口3，4間的S參數(shù)，包括S參數(shù)的幅度和相位。</p><p>　　、在原理圖設(shè)計(jì)窗口中選擇S參數(shù)仿真元件面板“Simulation-S_Param”，并選擇終端負(fù)載Term放置在耦合器的4個(gè)端口上，分別用來定義4個(gè)端口。</p><p>　　、單擊工具欄中的【GROUND】按鈕，在電路原理圖中插入四個(gè)“地”，并按照?qǐng)D8連接好電路原理圖。</p><p&

57、gt;　　圖7 完成參數(shù)設(shè)置的微帶線</p><p>　　圖8 用于S參數(shù)仿真的原理圖</p><p>　　、在S參數(shù)仿真元件面板“Simulation-S_Param”中選擇一個(gè)S參數(shù)仿真控制器，并插入到原理圖中。</p><p>　　、雙擊S參數(shù)仿真控制器，按照下面內(nèi)容設(shè)置參數(shù)：</p><p>　　Start=3.2GHz，表示頻率掃描

58、的起始頻率為3.2GHz。</p><p>　　Stop=4.4GHz，表示頻率掃描的終止頻率為4.4GHz。</p><p>　　Step=50MHz，表示頻率掃描的頻率間隔為50MHz。</p><p>　　完成參數(shù)設(shè)置的S參數(shù)仿真控制器如圖9所示。</p><p>　　圖9 完成參數(shù)設(shè)置的S參數(shù)仿真控制器</p><

59、p>　　、單擊工具欄中的【Simulate】按鈕執(zhí)行仿真結(jié)束。</p><p>　　、仿真結(jié)束后，系統(tǒng)彈出數(shù)據(jù)顯示窗口，首先在數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個(gè)關(guān)于參數(shù)的矩形圖和一個(gè)關(guān)于參數(shù)的矩形圖，如圖9所示。從圖中可以看出，參數(shù)曲線和參數(shù)曲線在3.8GHz處的值都在-40dB以下，這也就是說耦合器的端口反射系數(shù)和端口間隔離度都可以達(dá)到要求。 </p&

60、gt;<p>　　圖9 耦合器的參數(shù)和參數(shù)曲線</p><p>　?。?）、在數(shù)據(jù)顯示窗口中，插入一個(gè)關(guān)于參數(shù)和一個(gè)關(guān)于參數(shù)的矩形圖，如圖10所示。從圖中可以看出，1端口到3端口以及從1端口到4端口的都有3dB左右的衰減，這同樣是滿足設(shè)計(jì)要求的。</p><p>　　圖10 耦合器的參數(shù)和參數(shù)曲線</p><p>　　、在數(shù)據(jù)顯示窗口中分別插入一個(gè)關(guān)于

61、參數(shù)相位和參數(shù)相位的矩形圖，如圖11所示。從圖11中可以看出，相位曲線是線性的，同樣滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　圖11 耦合器的參數(shù)相位和參數(shù)相位曲線</p><p>　　這樣就完成了3dB定向耦合器的設(shè)計(jì)，并且仿真表明，它的參數(shù)完全滿足設(shè)計(jì)要求，可以進(jìn)行混頻器電路其他部分的設(shè)計(jì)。</p><p>　　2、完整混頻器電路設(shè)計(jì)</p><p

62、>　　完成了3dB定向耦合器的設(shè)計(jì)后，就可以加入混頻器的其他部分了，主要包括混頻管和匹配電路。</p><p>　　、在電路原理圖中刪除用于S參數(shù)仿真的4個(gè)終端負(fù)載。</p><p>　　、在原理圖設(shè)計(jì)窗口中選擇“Lumped-Components”元件面板列表，并在元件面板中選擇兩個(gè)電感L和兩個(gè)電容C插入原理圖中。 </p><p>

63、;　　、單擊工具欄中的【GROUND】按鈕，在原理圖中插入兩個(gè)“地”。</p><p>　　、按照?qǐng)D12所示的方式，將“地”、電容、電感和定向耦合器連接起來，其中電容和電感是作為匹配電路用的。</p><p>　　、從“Devices-Diodes”元件面板中選擇一個(gè)二極管模型Diode M，并插入到原理圖中，按照下面參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。</p><p>　　圖12 加入

64、匹配電路的定向耦合器</p><p>　　Is=5.0e-9A，表示二極管的飽和電流為5.0e-9A。 </p><p>　　Rs=6.0Ohm，表示二極管導(dǎo)通電阻為6.0Ohm。</p><p>　　N=1.02，表示二極管的發(fā)射系數(shù)為1.02。</p><p>　　Tt=0sec，表示

65、二極管的傳輸時(shí)間為0sec。</p><p>　　Cjo=0.2pF，表示二極管零偏置節(jié)電容為0.2pF。</p><p>　　Vj=0.8V，表示二極管的結(jié)電壓為0.8V。</p><p>　　M=0.5，表示二極管的等級(jí)系數(shù)為0.5。</p><p>　　Bv=10V，表示二極管的擊穿電壓為10V。</p><p>

66、;　　Ibv=101，表示二極管在擊穿電壓時(shí)的電流為101。</p><p>　　其他參數(shù)不填，按照默認(rèn)設(shè)置。</p><p>　　完成設(shè)置的二極管模型如圖13所示。</p><p>　　圖13 二極管模型參數(shù)的設(shè)置</p><p>　　圖14 加入二極管后的電路圖</p><p>　　、在原理圖設(shè)計(jì)窗口中選擇“De

67、vices-Diodes”元件面板列表，并在面板中選擇兩個(gè)Diode插入到原理圖中，將二極管按照?qǐng)D14所示的方式連接到電路原理圖中。二極管中的Model=DIODEM1說明，二極管的參數(shù)由二極管模型DIODEM1決定。</p><p>　　、雙擊原理圖中的電容和電感，分別設(shè)置電容值為0.35pF，電感值為1.66nH，設(shè)置完成的匹配網(wǎng)絡(luò)如圖15所示。 </p><

68、;p><b>　　圖15</b></p><p>　　、在原理圖設(shè)計(jì)窗口中選擇“TLines-Microstrip”元件面板列表，并選擇一個(gè)MLIN微帶線插入到原理圖中。</p><p>　　、雙擊微帶線，設(shè)置微帶線的長(zhǎng)度和寬度分別為W=0.98mm和L=18.6mm。</p><p>　　、把微帶線按照?qǐng)D16的方式連接到電路中，這樣完整

69、的混頻器電路就搭建完成了。</p><p>　　圖16 完整的混頻器電路</p><p>　　3、低通濾波器的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于混頻器輸出的頻率成分中含有其他的高次諧波成分，因此混頻輸出后，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波才能得到需要的中頻信號(hào)，下面設(shè)計(jì)中頻濾波器。</p><p>　　在工程中新建一個(gè)原理圖，命名為“filter_lp”。&l

70、t;/p><p>　　選擇“Lumped-Components”元件面板列表，在元件面板中選擇3個(gè)電感和2個(gè)電容，并插入到電路原理圖中。</p><p>　　單擊工具欄中的【GROUND】按鈕，在原理圖中插入兩個(gè)“地”。</p><p>　　按照?qǐng)D18所示的方式將電容、電感和“地”連接起來。</p><p>　　雙擊電路中的電容、電感元件，按照?qǐng)D

71、17所示的值對(duì)它們的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：</p><p>　　圖17 濾波器電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置</p><p>　　從“Simulation-S_Param”元件面板中選擇兩個(gè)終端負(fù)載元件，并分別插入到濾波器的輸入輸出端口。</p><p>　　單擊工具欄中的【GROUND】按鈕，在原理圖中插入兩個(gè)“地”，并與終端負(fù)載連接。這樣仿真電路就搭建完畢了，如圖18所示。<

72、;/p><p>　　圖18 濾波器仿真電路</p><p>　　從“Simulation-S_Param”元件面板中選擇一個(gè)S參數(shù)仿真控制器，并按下面內(nèi)容進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：</p><p>　　Start=0.1GHz，表示頻率掃描的起始頻率為0.1GHz。</p><p>　　Stop=4GHz，表示頻率掃描的終止頻率為4GHz。</p>

73、;<p>　　Step=10MHz，表示頻率掃描的頻率間隔為10MHz。</p><p>　　完成設(shè)置的S參數(shù)仿真控制器如圖19所示。</p><p>　　單擊工具欄中的【Simulate】按鈕進(jìn)行仿真，并等待仿真結(jié)束。</p><p>　　仿真結(jié)束后，系統(tǒng)彈出數(shù)據(jù)顯示窗口，在數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個(gè)關(guān)于參數(shù)的矩形圖，如圖20所示。從圖22中可以看出，這

74、顯然是一個(gè)低通濾波器的幅度響應(yīng)。</p><p>　　這樣低通濾波器的設(shè)計(jì)就完成了，下面開始對(duì)混頻器電路進(jìn)行仿真。</p><p>　　圖19 完成設(shè)置的S參數(shù)仿真控制器</p><p>　　圖20 濾波器的參數(shù)曲線</p><p><b>　　四、混頻器性能仿真</b></p><p><

75、b>　　1、混頻器功能仿真</b></p><p>　　現(xiàn)對(duì)混頻器的功能進(jìn)行驗(yàn)證，通過觀察本振信號(hào)、輸入射頻信號(hào)和輸出中頻信號(hào)驗(yàn)證混頻器的混頻功能。</p><p>　　1.1、仿真原理圖的建立</p><p>　　首先建立對(duì)混頻器進(jìn)行諧波平衡法仿真的電路原理圖，具體步驟如下。</p><p>　　新建一個(gè)電路原理圖，并以名

76、稱“mixer_hb”保存。</p><p>　　將完整的混頻器電路和濾波器電路復(fù)制到新的電路原理圖中，并按照?qǐng)D21的方式連接起來。</p><p>　　選擇“Sources-Freq Domain”元件面板，并在面板中選擇兩個(gè)功率源P_1Tone，插入到原理圖中，分別連接在混頻器電路的射頻輸入端和本振輸入端。</p><p>　　圖21 濾波器與混頻器的連接<

77、;/p><p>　　雙擊兩個(gè)功率源，按照下面的內(nèi)容設(shè)置它們的參數(shù)。</p><p><b>　　PORT1的參數(shù)為</b></p><p>　　a、P=dbmtow(RF_pwr)，表示功率源PORT1的輸出信號(hào)功率為RF_pwr dBm。</p><p>　　b、Freq= RF_freq GHz，表示功率源PORT1的輸

78、出信號(hào)頻率為RF_freq GHz。</p><p><b>　　PORT2的參數(shù)為</b></p><p>　　a、P=dbmtow(LO_pwr)，表示功率源PORT2的輸出信號(hào)功率為L(zhǎng)O_pwr dBm。</p><p>　　b、Freq= LO_freq GHz，表示功率源PORT2的輸出信號(hào)頻率為L(zhǎng)O_freq GHz。</p&

79、gt;<p>　　完成設(shè)置的功率源如圖22所示</p><p>　　圖22 濾波器與混頻器的連接 圖23 VAR控件中的變量</p><p>　　單擊工具欄中的【VAR】按鈕，在原理圖中插入一個(gè)變量控件，雙擊變量控件，按照下面的內(nèi)容設(shè)置變量及其默認(rèn)值：</p><p>　　RF_pwr=-20，表示變量RF_pwr的默

80、認(rèn)值為-20 dBm。</p><p>　　b、RF_freq=3.8，表示變量RF_freq的默認(rèn)值為3.8 GHz。</p><p>　　c、LO_pwr=10，表示變量LO_pwr的默認(rèn)值為10 dBm。</p><p>　　d、LO_freq=3.6，表示變量LO_freq的默認(rèn)值為3.6GHz。</p><p>　　完成設(shè)置的VAR

81、控件如圖23所示。</p><p>　　選擇“Simulation-HB”元件面板，兵在面板中選擇一個(gè)終端負(fù)載插入到原理圖的輸出端。</p><p>　　單擊工具欄中的【GROUND】按鈕，在原理圖中插入3個(gè)“地”，分別連接在3個(gè)端口元件的接地端。</p><p>　　在工具欄中單擊【Insert Wire/Pin Lables】按鈕，在電路原理圖的輸出端插入一個(gè)節(jié)

82、點(diǎn)名稱Vout。</p><p>　　這樣就完成了仿真原理圖的建立，如圖24所示。</p><p>　　圖24 執(zhí)行仿真的電路原理圖</p><p><b>　　1.2、功能仿真</b></p><p>　　建立仿真原理圖完畢，下面進(jìn)行混頻器的功能仿真，具體過程如下。</p><p>　　選擇“S

83、imulations-HB”元件面板，并在面板中選擇一個(gè)諧波平衡法仿真空著器。插入到原理圖中。</p><p>　?。?）雙擊平衡法仿真控制器，按下面內(nèi)容對(duì)它的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：</p><p>　　A、Freq[1]=RF_freq GHz，表示基波頻率[1]的頻率值與射頻信號(hào)頻率相同。</p><p>　　B、Freq[2]=LO_freq GHz，表示基波頻率[2

84、]的頻率值與本振頻率相同。</p><p>　　C、Order[1]=3，表示基波頻率[1]的次數(shù)為3。</p><p>　　D、Order[2]=3，表示基波頻率[2]的次數(shù)為3。</p><p>　　完成設(shè)置的諧波平衡法仿真控制器如圖25所示。</p><p>　　圖25 完成設(shè)置的諧波平衡仿真控制器 圖26

85、Vout信號(hào)的頻譜</p><p>　　單擊工具欄中的【Simulate】按鈕執(zhí)行仿真，并等待仿真結(jié)束。</p><p>　　仿真結(jié)束后，系統(tǒng)彈出數(shù)據(jù)顯示窗口，在數(shù)據(jù)顯示窗口中加入一個(gè)關(guān)于Vout頻譜的矩形圖，如圖26所示。從圖中可以看出，Vout信號(hào)中含有多種頻率成分。</p><p>　　在數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個(gè)關(guān)于索引值Mix 的數(shù)據(jù)列表，顯示輸出信號(hào)的頻率成

86、分以及對(duì)應(yīng)的諧波索引值。如圖27所示。</p><p>　　雙擊圖26所示的矩形圖，在彈出的窗口中選擇【Plot Options】選項(xiàng)卡，在【Select Axes】項(xiàng)中選擇x軸，取消【Auto Scale】選項(xiàng)，并設(shè)置矩形圖中x軸的顯示范圍為0—500MHz，單擊【OK】按鈕確認(rèn)。此時(shí)圖中只顯示Vout信號(hào)中頻率為0—500MHz的部分，在圖中插入一個(gè)標(biāo)記，觀察200MHz頻率分量的功率值，如圖28所示。<

87、;/p><p>　　圖27 頻率索引值列表 圖28 中頻信號(hào)的功率值</p><p>　　由于射頻信號(hào)幅度為3.6GHz，本振信號(hào)幅度為3.8GHz,，因此中頻信號(hào)幅度應(yīng)為200MHz，輸出信號(hào)的頻率中有這個(gè)頻率成分，且功率值為-32dBm左右，這就驗(yàn)證了混頻器的功能。</p><p><b>　　2、本振功率的選擇</b><

88、/p><p>　　混頻器本振功率的值對(duì)混頻器的性能有很大的影響，下面就通過仿真分析混頻器輸入本振信號(hào)功率的最佳值。</p><p>　　雙擊諧波平衡仿真控制器，在參數(shù)設(shè)置窗口中選擇【sweep】選項(xiàng)卡，按照下面的內(nèi)容設(shè)置參數(shù)掃描：</p><p>　　Start=1，表示本振信號(hào)功率的起始點(diǎn)為1。</p><p>　　b、Stop=20，表示本振

89、信號(hào)功率的終止點(diǎn)為20。</p><p>　　c、Step=1，表示本振信號(hào)功率的掃描間隔為1。</p><p>　　d、SweepVar="LO_pwr"，表示掃描參數(shù)為本振信號(hào)功率。</p><p>　　完成參數(shù)設(shè)置的諧波平衡法仿真控件如圖29所示。</p><p>　　圖29 HB控件中設(shè)置參數(shù)掃描

90、 圖30 中頻信號(hào)的最大輸出功率</p><p>　　單擊工具欄中的【Simulate】按鈕進(jìn)行仿真，并等待仿真結(jié)束。</p><p>　　仿真結(jié)束后，查看輸出信號(hào)的頻譜，并在頻率值為200MHz處插入一個(gè)標(biāo)記，如圖30所示。從圖30中可以看出，當(dāng)本振頻率為14dBm時(shí)，輸出信號(hào)中中頻信號(hào)的功率值最大，為-21.575dBm。</p><p>　　

91、在數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個(gè)轉(zhuǎn)換增益的測(cè)量方程，轉(zhuǎn)換增益為輸出信號(hào)中頻的功率與輸入射頻信號(hào)功率的差值，因此方程的內(nèi)容為，如圖31所示。</p><p>　　在數(shù)據(jù)顯示窗口中添加一個(gè)轉(zhuǎn)換增益與輸入本振信號(hào)功率的關(guān)系曲線，如圖32所示。</p><p>　　圖31 轉(zhuǎn)換增益方程 圖32 轉(zhuǎn)換增益與本振信號(hào)功率的關(guān)系曲線</p><p>　　3、混頻器

92、的三階交調(diào)點(diǎn)分析</p><p>　　3.1、三階交調(diào)點(diǎn)的測(cè)量</p><p>　　刪除變量控件中的RF_freq和LO_freq變量，如圖33所示。</p><p>　　單擊原理圖設(shè)計(jì)窗口工具欄中的【VAR】按鈕，在原理圖中插入一個(gè)新的變量控件，并在控件中添加如下變量：</p><p>　　IF_freq=RF_freq-LO_freq，表

93、示中頻頻率為射頻頻率與本振頻率之差。</p><p>　　RF_freq=3.8，表示射頻頻率為3.8GHz。</p><p>　　LO_freq=3.6，表示本振頻率為3.6GHz。</p><p>　　fspacing=0.2e-3,表示頻率間隔為200KHz。</p><p>　　完成設(shè)置的變量控件如圖34所示。</p>

94、<p>　　圖33 VAR1中的變量 圖34 VAR2中的變量</p><p>　　在原理圖設(shè)計(jì)窗口中選擇“Simulation-HB”元件面板，并從面板中選擇一個(gè)測(cè)量方程控件Meas Eqn，插入到電路原理圖中。</p><p>　　雙擊測(cè)量方程控件，在控件中添加如下幾個(gè)測(cè)量方程：</p><p>　　a

95、、，是測(cè)量電路輸入3階交調(diào)點(diǎn)的測(cè)量方程，輸出值為電路三階交調(diào)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入功率值。</p><p>　　b、，是測(cè)量輸出信號(hào)中中頻信號(hào)頻率成分的功率值的測(cè)量方程。</p><p>　　c、，是測(cè)量混頻器轉(zhuǎn)換增益的測(cè)量方程。</p><p>　　d、IP3input=IP3output-ConvGain，是測(cè)量混頻器輸出三階交調(diào)點(diǎn)的測(cè)量方程。</p>&l

96、t;p>　　完成設(shè)置的測(cè)量方程控件如圖35所示。</p><p>　　圖35 完成設(shè)置的測(cè)量方程控件</p><p>　　刪除電路原理圖中第1端口的功率源，并選擇“Sources-Freq Domain”元件面板，從面板中選擇一個(gè)Pn_Tone，并按下面內(nèi)容對(duì)它的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置：</p><p>　　Freq[1]=RF_freq-fspacing/2，表示n次

97、諧波功率源的輸出頻率[1]的頻率值為RF_freq-fspacing/2。</p><p>　　Freq[2]=RF_freq+fspacing/2，表示n次諧波功率源的輸出頻率[2]的頻率值為RF_freq+fspacing/2。</p><p>　　P[1]=dbmtow(RF_pwr)，表示n次諧波功率源的輸出頻率[1]的信號(hào)功率值為dbmtow(RF_pwr)。</p>

98、<p>　　P[2]=dbmtow(RF_pwr)，表示n次諧波功率源的輸出頻率[2]的信號(hào)功率值為dbmtow(RF_pwr)。</p><p>　　完成設(shè)置的n次功率源如圖36所示。</p><p>　　雙擊諧波平衡仿真控制器，在參數(shù)設(shè)置窗口選擇【Freq】選項(xiàng)卡，刪除RF_freq頻率，然后分別添加RF_freq-fspacing/2和RF_freq+fspacing/

99、2頻率成分，并設(shè)置它們的最高次數(shù)為3。然后選擇【sweep】選項(xiàng)卡，將【SweepVar】項(xiàng)清空。完成設(shè)置的仿真控制器如圖37所示。</p><p>　　圖36 完成設(shè)置的Pn_Tone 圖37 重新設(shè)置的諧波平衡仿真控制器</p><p>　　單擊工具欄中的【Simulate】按鈕進(jìn)行仿真，并等待仿真結(jié)束。</p><p>　　仿真結(jié)束后，在

100、數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個(gè)關(guān)于輸出信號(hào)Vout功率譜密度的矩形圖，如圖38所示。</p><p>　　改變圖38中X軸的顯示范圍，并在得到的矩形圖中插入兩個(gè)標(biāo)記，如圖39所示，圖中就是中頻附近的各種頻率成分。</p><p>　　在數(shù)據(jù)顯示窗口中加入一個(gè)關(guān)于輸出三階交調(diào)點(diǎn)IP3output和輸入三階交調(diào)點(diǎn)IFinput的數(shù)據(jù)列表，如圖40所示，從列表中可以看出混頻器的輸入三階交調(diào)點(diǎn)和輸出三階交

101、調(diào)點(diǎn)分別為7.790dBm和-7.296dBm。</p><p>　　圖38 輸出信號(hào)Vout的功率譜密度</p><p>　　圖39 輸入三階交調(diào)點(diǎn)和輸出三階交調(diào)點(diǎn) 圖40 輸出信號(hào)在中頻附近的頻率成分</p><p>　　3.2、三階交調(diào)點(diǎn)與本振功率的關(guān)系</p><p>　　下面分析三階交調(diào)點(diǎn)與本振功率的關(guān)系，具體過程

102、如下。</p><p>　　雙擊諧波平衡仿真控制器，在參數(shù)設(shè)置窗口中選擇【sweep】選項(xiàng)卡，重新設(shè)定【SweepVar】項(xiàng)為L(zhǎng)O_pwr。</p><p>　　單擊工具欄中的【Simulate】按鈕進(jìn)行仿真，并等待仿真結(jié)束。</p><p>　　在數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個(gè)IF3input的矩形圖，如圖41所示，圖中說明了混頻器的輸入三階交調(diào)點(diǎn)與本振頻率的關(guān)系。<

103、;/p><p>　　圖41 輸入三階交調(diào)點(diǎn)與本振功率的關(guān)系 圖42 完成設(shè)置的S參數(shù)仿真控制器</p><p>　　4、混頻器的輸入駐波比仿真</p><p>　　下面分析混頻器的輸入駐波比，具體過程如下。</p><p>　　刪除電路原理圖中的所有控件和變量，以及電路圖中本振輸入和射頻信號(hào)輸入端口的功率源。</p>&

104、lt;p>　　選擇“Simulation-S_Param”元件面板，并選擇兩個(gè)終端負(fù)載插入到電路原理圖的本振輸入端口和射頻信號(hào)輸入端口。</p><p>　　在S參數(shù)仿真元件面板“Simulation-S_Param”中選擇一個(gè)S參數(shù)仿真控制器，并插入到原理圖中。</p><p>　　雙擊S參數(shù)仿真控制器，按照下面內(nèi)容設(shè)置參數(shù)：</p><p>　　Start

105、=3.2GHz，表示頻率掃描的起始頻率為3.2GHz。</p><p>　　Stop=4.4GHz，表示頻率掃描的終止頻率為4.4GHz。</p><p>　　Step=50MHz，表示頻率掃描的頻率間隔為50MHz。</p><p>　　完成參數(shù)設(shè)置的S參數(shù)仿真控制器如圖42所示。</p><p>　　從“Simulation-S_Para

106、m”元件面板中選擇一個(gè)輸入駐波比測(cè)量控件VSWR，并插入到原理圖中。</p><p>　　單擊工具欄中的【Simulate】按鈕進(jìn)行仿真，并等待仿真結(jié)束。</p><p>　　仿真結(jié)束后，系統(tǒng)彈出數(shù)據(jù)顯示窗口，在數(shù)據(jù)顯示窗口中插入一個(gè)關(guān)于VSWR1的矩形圖，并在矩形圖中加入一個(gè)標(biāo)記，如圖43所示。從圖中可以看出，當(dāng)頻率為3.8GHz時(shí)，輸入駐波比為1.046。</p><