关于混频器参数的研究

苗双滟 贾琦

摘 要：混频器技术指标的好坏直接影响整体设备的性能与质量，因此必须立足实际，客观分析混频器的设计工艺，从实际角度出发研究其中的参数，这样才能提升混频器的性能与兼容性，进而促进整体硬件的正常运转。基于此背景，笔者对混频器设计中的一些参数进行了研究，希望能为相关工作人员提供理论借鉴。

关键词：混频器；参数

一、混频器简述

最初的接收机是直放式接收机，其中乘法器后接多级放大器，每接收一个不同频率的信号需要做多处调节。随着通信频率种类的增加，这种接收机的操作变得麻烦，于是出现了混频器。混频器是将接收到的不同频率的信号通过乘法器变为一个统一的中频信号，这样使用时便不需多处调节。但是混频器会带来干扰问题，许多频率点不能设电台，所以目前在发展中的是零中频接收机。混频电路包括三个层次，分别是本机振荡器、非线性器件和带通滤波器。

cosαcosβ=[cos（α+β）+cos（α-β）]/2（1-1）

1-1式用于混频器产生混频信号的计算，混频器会将天线上接收到的射频信号与本振产生的信号通过乘法器相乘，也就是说当混频的频率等于信号的中频频率时，这个信号可以被放大，然后进行解调，被解调的波段会被检测出来。目前混频器的应用十分广泛，其中一些参数应十分注意，比如噪声系数、变频损耗、动态范围、隔离度等参数都会直接影响接收机的工作性能。本文从实际情况出发，结合笔者的学习经验，着重分析了混频器的参数。

二、混频器中的参数

混频器设计中的参数非常多，均需要小心谨慎对待，本文选取三个最具代表性的参数进行分析，分别是噪声系数、混频器的动态范围与混频器的隔离度。

（一）噪声系数

通常为了维护混频器的制作工艺，多半会选择噪声系数小、变频损耗小的混频器，首先噪声系数是检验混频器是否合格的重要参数，它的数值范围将直接决定接收机内部噪声对灵敏度的影响。一般设计师会先根据具体的操作计算出最合理的参数

（1-2）

1-2式是混频器计算设计的常用公式，为了降低噪声系数，公式中F0的值必须小，而接收機多级电路总噪声系数主要由第一级高频放大器决定，也就是说要保证公式中FR与kpaR的数值处于合理范围内，对他们数值的计算就是对放大器总量的要求。混频器处于接收机的第二级电路，因此它采用的二极管或其他混频元件需要达到常用的额定功率传输系数，并将它定义为额定功率传输系数的倒数。

（1-3）

计算Lc的值，当Lc的数值降低时，说明二极管起到了很大作用，使得混频器输出中频信号的功率明显开始下降。当高放的额定功率发生改变时，它的噪声分量将在整个接收机中产生变化，这时Lc的数值必须得到控制。

（二）确定混频器的动态范围

混频器的动态范围可以从其电平的上下限开始说明，无论是上限还是下限动态范围都应该处于本振电平之下：

1、混频器下限电平的范围确定

首先应该观察电平混频器的接收机下限灵敏度，

（1-4）

根据1-4式可以直接测定混频器下限电平的灵敏度，然后根据测定数值代入公式，假如混频器的设计处于17摄氏度的温度下，根据该公式的计算可以直接确定混频器的动态范围下限为-95dB。

2、混频器上限电平的范围确定

混频器上限电平的确认比下限电平更复杂一些，下限电平参数范围的计算只需要根据公式代入数值，输入必要条件就能获得相应的范围，而混频的上限电平范围需要多方面因素决定，首要因素就是压缩电平，当设计人员输入信号功率比较小时，经由混频器得出的输出中频功率也会随着输入信号功率的线性所增大，但是如果在测试期间工程师将输入的信号功率调整到一个不太合理的数值，经过变频器输出的信号是呈现饱和趋势且非线性变化。也就是说当输入的中频功率电平称为1dB压缩电平时，混频器的上限电平范围会随着本振电平的增加而增加，因此，操作人员必须从客观实际出发，灵活地对待混频器的上限电平。

（三）混频器的隔离度

从混频器的结构图上看，每个端口之间必须是相隔的，每一个端口都是独立存在各司其职的，他们的功率不会泄露影响到其他的端口。不过从混频器的实际使用情况看，各个端口之间必然会存在泄露问题，通过测定混频器的隔离程度就能基本判定端口的泄露程度。由于本振端口的功率是其中最大的，所以对该端口的检测是最严格的，因为一旦该端口出现故障会呈放射状影响周围的端口，继而干扰其他的接收机。一般对混频器本振端口和其他端口的隔离度是有规定的，比如本振功率与其泄露到信号端口的功率之比是多少，或者本振功率与中频输出端口的功率之比是多少，这些都是设计师应该考虑的问题。

三、结语

总之，使用混频器时，需要立足实际，从超外差接收机的实际情况出发，通过精确的计算确定各项参数的范围。不得不提，混频器带来的干扰问题是其一大缺点，因此，现在广泛研究中的是零中频接收机，将接受信号的频率调到零频，然后对其进行处理。相信零中频接收机在未来会有很好的发展。

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