
在射频和微波设计中,射频混频器是重要部件之一,主要是将一种频率的射频功率转换成另一种频率的功率,从而使信息处理更容易且成本更低。今天我们来说说射频混频器的关键参数。
一、定义
射频混频器为一种将两个或更多个信号合并为一个或两个复合输出信号的三端口无源或有源器件,为外差通信技术和超外差通信技术的核心器件。混频器的目的在于生成具有新的频率的信号,并同时保持初始信号的其它特性,以实现接收或发送。
双平衡混频器,800 MHz - 4.2 GHz,中频范围DC - 800 MHz,本振功率 +13 dBm, SMA

混频器的三个端口分别为射频(RF)端口,本地振荡器(LO)端口以及中频(IF)端口。RF端口用于输入待下变频的高频信号,或者输出上变频后的高频信号。LO端口为电源端口。LO信号为最强的信号,其可通过打开或关闭切换混频器内的二极管将RF路径逆转成IF路径。IF端口用于将修饰后的RF信号转变为IF信号。
二、关键参数
混频器性能有多个表征参数,其中变频损耗因与隔离度和1dB压缩点密切相关而成为基准参数。混频器的其他关键参数包括互调失真(IMD)和本地振荡器(LO)。
变频损耗
变频损耗为输入信号幅度与所需输出信号幅度之间的信号电平差。当混频器以线性方式工作时,其变频损耗保持不变。此时,当输入信号幅度增大时,输出信号幅度增大相同的量。然而,一旦输入信号幅度达到一定水平时,输出信号幅度便不再严格随输入信号同步变化。此时,混频器不再以线性方式工作,而且其变频损耗随之开始增大。
噪声系数
噪声系数(NF)为由混频器产生且存在于IF端口处的附加噪声。噪声系数是无源滤波器的第二重要参数。对于无源混频器,噪声系数几乎与变频损耗相等。
隔离度
隔离度为从一个端口泄漏至另一端口的功率的量,并定义为输入信号幅度与从该输入信号泄漏至另一端口的功率幅度之间的信号电平差值。隔离度越高,从一个端口泄漏至另一端口的功率越小。
波导上变频混频器, WR-15 , 50 GHz 至75 GHz, 中频范围 DC~18 GHz, 本振功率 +13 dBm, UG-385/U 法兰, V 波段

1dB压缩点
1dB压缩点为混频器的变频损耗增加1dB的点,并定义为使变频损耗增加1dB所需的输入信号幅度。混频器的1dB压缩点决定了其动态范围的上限。
互调失真
当不同信号同时进入混频器的IF或RF输入端口时,将发生互调失真(IMD)。该失真发生的原因为该信号之间以及其与LO信号之间的相互作用。对于接收器而言,由于双音三阶IMD可产生处于IF带宽内的三阶失真信号,因此可能造成严重问题。
LO 信号
LO信号为用于促进接收器系统内频率转换的混频器注入所需的参考信号。LO信号通过与所需的RF信号混频而产生IF信号。混频后的叠加信号(LO+RF)及差分信号(LO–RF或RF–LO)输出至混频器的IF端口,而振荡器频率调谐为对需要下变频至中频的频率进行选频。振荡器调谐后,与LO频率之差等于IF频率与LO频率之差的信号被下变频并通过IF滤波器输出。