高线性低变频损耗短波超宽带混频器设计.pdf

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1、高线性低变频损耗短波超宽带混频器设计高光辉，石玉，何泽涛(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都610054)摘要：采用双平衡场效应管管堆和巴伦设计了一款适用于短波超宽带接收机的高线性低变频损耗混频器。巴伦由射频铁氧体传输线变压器实现，插入损耗小，工作频带宽。该混频器射频输入频率为0-3～70MHz，覆盖7．8个倍频程，本振输入频率为40．755～l10．455MHz，中频输出为40．455MHz。测试结果表明，混频器最佳本振功率在17dBm左右，变频损耗5dB左右，输入三阶截点高于34d

2、Bm，本振．中频隔离度大于30dB，本振．射频隔离度大于50dB。关键词：双平衡混频器；巴伦；传输线变压器；变频损耗；线性度中图分类号：TN773文献标识码：A文章编号：1001．3830(2014)03．0051．04Designofashort—waveultra-widebandmixerwithhighlinearityandlowconversionlossGAOGuang-hui，SHIYu，HEZe·taoStateKeyLabofThinFilmsandIntegratedDevices，

3、UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu610054,ChinaAbstract：Double．balancefieldefecttransistorarrayandbalunareusedtodesignahighlinearityandlOWconversionlossmixerfortheshore-waveultra-widebandreceiver．ThebalunisimplementedbyRFferritetrans

4、missionlinetransformer,withlowinsertionlossoverwidebandwidth．RFfrequencyof0．3—70MHzcovers7．8octaves．withLOfrequencyOf4O．755MHz-l10．455MHzandIFfrequencyOf40．455MHz．MixerisdesignedwithoptimalL0powerofaboutl7dBm，conversionlossofabout5dB，IIPofabove34dBm，LO-IF

5、isolationofabove30dB，andLO．RFisolationofabove50dB．Keywords：double-balancemixer；balun；transmissionlinetransformer；conversionloss；linearity性很弱，所以采用这样的元件就能实现失真较小的1引言混频器。本文基于这个原理设计了一款工作于短波短波通信在军事上有不可替代的作用，以其灵频段的宽带混频器。活性和抗毁性强、通信距离远等特殊的优点引起了2阻性FET混频器工作原理世界各国的重视

6、【l】。混频器是短波接收前端的核心器件之一，变频损耗小、线性度高的混频器一直受场效应管(FET)是一种电压控制型多数载流子到各研究单位的关注Lz，jJ。导电的器件，没有少数载流子存储效应，因此非常混频器是一个三端口器件，为了达到频率变换适合高速工作的要求。场效应管输入电压信号的线的目的，一般采用非线性或时变元件【4J。StephenA．性动态范围大、噪声系数低，适合于高线性度的电Maas曾提出利用GaAsMESFET的沟道电阻来实路设计【2】。一般来说，场效应管有三个工作区：线现一个时变的电阻性元件【5】

7、。由于沟道电阻的非线性区、过渡区和饱和区【6】。以N沟道增强型场效应管为例，当《2(一)时，场效应管工作在线性区。收稿日期：2013．07．25修回日期：2013．10．14N沟道增强型场效应管的特性可表示为lTl：通讯作者：高光辉E—mail：ghgaogood@126．com磁性材料反器件2014年5月混频器可使射频输入匹配和射频．本振的隔离度得，D=C0警l(。一)vD。一1V,2。I(1)到改善L4J。本研究设计一种双平衡混频器，混频器式中，为电子迁移率，C为单位面积的电容，原理如图2所示。混频器

8、包括一个晶体管管堆和三个端12的巴伦。晶体管管堆选用Peregrine公司的W／L为FET器件的宽长比，vo为栅源电压，MOSFET阵列J，巴伦自主设计。为阈值电压，为漏源电压。当根据双平衡混频器的工作原理J，在本振电压vo《2(一)，有的正半周，FET2和FET4管处于导通状态，FET1，n≈C0_W(s一)。(vo一)vo(2)和FET3处于截止状态。此时，混频器相当于一个单平衡混频器。在本振电压的负半周，FET1和其中=