基于PSO的高线性四次分谐波下变频混频器设计.pdf

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1、2012年仪表技术与2O12第12期InstrumentTechniqueNo．12基于PSO的高线性四次分谐波下变频混频器设计张银胜，单慧琳，周杰(南京信息工程大学，江苏南京210044)摘要：在介绍分谐波混频器的原理基础上，提出一种以粒子群算法作为全局搜索算法，以性能参数作为评估的混频器电路优化方法，利用ADS软件设计出一种本振为23GHz，射频为92—94GHz下的变频器电路，应用CST软件优化脊波导微带过渡结构，实现了w波段的信号到混频器射频端的引导。优化算法可以快速得到优化结果，仿真结

2、果表明该下变频器的变频差损小于15dB，1dB压缩点较高，具有良好的线性度。关键词：分谐波混频器；下变频器；粒子群算法；脊波导微带过渡中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)12—0109—04DesignofaHighLinearityDown-conversionMixerforFourSub-harmonicBasedonParticleSwarmOptimizationAlgorithmZHANGYin—sheng，SHANHui—lin，ZHOUJi

3、e(NanjingUniversityofInformationScienceandTechnology，Nanjing210044China)Abstract：Thispaperpresentsprinciplesofadown-convenedmixerforfoursub-harmonicandproposesaparticleswarmopti·mizationalgorithmasaglobalsearchalgorithm，andtheperformanceparametersisu

4、sedastheassessmentofthemixercircuitopti—mizationmethod．ThemixercircuitisdesignedbyADSsoftware，theLOandRFfrequenciesare23GHz，92～94GHzrespectively．ThestructureofridgewaveguidetomierostriptransitionsisoptimizedbysimulationsoftwareCST，andW—bandsignalsare

5、directedtomixerRFside．Theoptimizationalgorithmcanquicklygetoptimalresults．Thesimulationresultsshowthatthismixerachieveshigher1dBcompressionpoint，lossoffrequencyconversionwhichislessthan15dBandgoodlinearity．Keywords：sub—harmonicmixer；down—convertedmix

6、er；particleswarmoptimization；ridgewaveguidetomicrostriptransitions0引言度、端口隔离度、转换增益以及功耗等，但同频段高性能的本振零中频接收机具有体积小、成本低和易于单片集成的优源实现比较困难、成本高昂。为了有效解决直流偏移问题点，是射频接收机中经常采用的一种结构，结构框图如图1和毫米波本振源，可以采用分谐波混频器，其本振信号频率为所示。射频信号频率的一半或四分之一。在分谐波混频器中，由本振LPFVGA泄漏引起的自混频产生一个与本振

7、信号同频率的交流信号，不产生直流分量，这样可以有效地抑制了直流偏移；另外选用低频段毫米波本振源，也降低了接收机的技术设计难度，从而减少了系统成本。粒子群算法采用群体和进化等概念，依据个体粒子的适应Q度值大小进行操作，将每个个体看作在n维搜索空间中无质量和体积的粒子，并在搜索空间中以一定的速度飞行，该飞行速图1零中频接收机结构框图度由个体的飞行经验和群体的飞行经验进行动态调整。PSO这种结构具备上述优点的同时，也存在下列关键问题：本算法由美国Kennedy和Elberhart受鸟群觅食行为启发于1

8、995振泄漏(LOLeakage)；偶次失真(Even—OrderDistortion)；直流年提出来的，可用于复杂优化问题的求解。偏移(DCOfset)；闪烁噪声(Flickernoise)。有效地解决这在优化算法基础上设计w波段的四次分谐波混频器，应些问题是确保零中频接收机正确实现的前提，在毫米波通信、用CST软件优化设计实现脊波导微带过渡结构，实现w波段雷达等系统中，毫米波w波段混频器是关键部件，其位于经过的待混频信号到混频器射频端的引导；应用ADS软件进行混频带通滤波器(BPF)和低噪声