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寬帶鏡頻抑制混頻器設計及實現

2014-02-26 來源:互聯網 字號:
式中,G(t)為上邊帶信號,H(t)為下邊帶信號,上下邊帶信號被分離開,能夠通過處理獲得單邊帶信號,實現鏡頻抑制或者單邊帶調制。

4、鏡頻抑制混頻器制作與測試

4.1、器件選擇

在器件選擇時,要同時實現鏡頻抑制混頻器以及單邊帶調制器功能,混頻器必須是雙平衡混頻器,這樣射頻以及中頻端口既能夠是發射端口也能夠作為接收端口。本設計中的雙平衡混頻器采用單片微波集成電路(MMIC),具有體積小、集成度高的特點,頻段覆蓋整個S頻段。

另外,所選擇的電橋要具有插損小、體積小、幅度相位平衡度好、隔離度高等特點。選擇不同頻率的中頻電橋可以確定出不同的中頻頻率,在本文中中頻頻率為60 MHz。

4.2、原理圖以及PCB圖設計

在設計時,如果需要上邊帶信號則將下邊帶信號用50 Q負載接地,如果需要下邊帶信號則將上邊帶信號接50 Q負載到地。在本文中,將射頻電橋的下邊帶端口以及中頻電橋的下邊帶信號端口用50 Q電阻接地,取上邊帶信號,則作為單邊帶調制器時,發射的射頻信號也是上邊帶信號。

根據以上的理論分析以及所選定的器件,設計出Protel原理圖,如圖3所示。

圖3 鏡頻抑制混頻器原理圖

從推導過程可知,兩路本振信號必須同相,設計中可以采用一路本振信號經同相功分器來實現,而且兩路信號的微帶線長度必須一樣。同時,射頻電橋的輸出端口以及中頻電橋的輸人端口微帶線也必須保持同相,否則在進行合路時,會有一個夾角,鏡頻抑制性能將大大降低。在電路設計中,就要保證這幾段互相對應的微帶線長度必須相等。

在繪制PCB版圖時,可以使用AutoCad軟件。因為微波電路中需要精確地確定微波傳輸線的寬度以及長度,以滿足微帶線特定的阻抗以及傳輸相位變化量的要求,而這些相對的在Protel中對于微波傳輸線的繪制有一定的局限性。

繪制出的PCB印制板圖如圖4所示。為了改善接地,板上制作有許多金屬化小孔,螺釘孔也進行了金屬化,使基片上下銅膜充分連通,微帶板充分接地。

圖4 印制板圖

依據原理圖設計制作出最終的實物如圖5所示。

圖5 鏡頻抑制混頻器實物圖

4.3、部件測試及結果

在對鏡頻抑制混頻器進行測試時,中頻信號取60 MHz;本振信號頻率為3.36 GHz,功率為3 dBm;射頻信號頻率為3.3 GHz,功率為0 dBm,則其相對于3.36 GHz本振信號的鏡像頻率為3.42 GHz。測試結果如圖6、圖7所示。從圖中可以得出鏡頻抑制度 為23.7 dB。單邊帶調制(Single Band Modulator,SBM)測試時,本振信號為3.06 GHz,中頻信號60MHz,射頻信號取下邊帶,信號頻率為3.0 GHz,測試結果如圖8和圖9所示。結果顯示,對上邊帶的抑制度為37.7 dB,射頻本振隔離度為26.67 dB。

圖6 需要的中頻信號頻譜

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