本振反相型平衡混频器
1、混频原理分析
两只二极管输出的中频电流
反相 i t ) g V cos t t g V cos t s L 1s 1 s 0 01( st Lt g1Vs cos 0t i02(t ) g1Vs cos Rg 中频电流 信号 v s1 i01 D1 i0 中频 i0 (t ) i01V (ts) i02 (t ) i vs2 02 2 g1Vs cos 0t D2
本振反相型平衡混频器
1、混频原理分析
D1、D2时变电导
g1 (t ) g 0 2 g n cos nLt n 1 g (t ) g 2 g cos n t 2 0 n L n 1
流经二极管的小信号电流
i1 (t ) vs1 g1 (t ) Vs cos s t g 0 2 g n cos nLt n 1 i (t ) v g (t ) V cos t g 2 g cos n t 2 s2 2 s s 0 n L n 1
信号功率
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果
射频源 本振源
混合环
低通滤波器
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果 信号与本振端口对调
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果 坏了一个混频管
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果 坏了一个混频管
结果：中频输出功率非常小，变频损耗非常大
①
②
③
④
⑤
⑥
信号1 信号2
0 0
360 270 360
90 180
180
本振反相型平衡混频器
3、典型电路形式

90 °正交电桥
信号
中频 本振
本振反相型平衡混频器
3、典型电路形式
本 振 功 率
正交场混频器
接晶体电流表 晶体帽
D1
D2
信号场
至中放
高频扼流套
混频腔
D1 D2 本振场
D1
Rif
D2
本振反相型平衡混频器
内容：3.4.2 要求： 掌握本振反相型平衡混频器工作原理 掌握本振反相型平衡混频器性能优点 了解常见本振反相型平衡混频器结构 重点与难点 本振与射频信号在混频管处的相位 混频器输出电流频谱 本振调幅噪声的抑制
本振反相型平衡混频器
1、混频原理分析
信号电压
us t
第9讲 单平衡混频器
本振反相型平衡混频器
课程回顾：单端混频器的不足
1、本振、射频功率得不到充分利用。
s
Ps
4
l
4
IF
4
L PL
耦合度 -10dB
射频输 本振输 混频管获得 混频管获得 入功率 入功率 的射频功率 的本振功率 0.46dB -10dBm 20dBm -10.46dBm 10dBm 损耗
本振反相型平衡混频器
2、性能分析

充分利用本振功率
•
输入本振功率均分在两个二极管上，中频功率叠加输 出，充分利用了本振功率。 平衡混频器每个管子只需注入单端混频器一半的射频 功率即可达到相同的输出功率（因为叠加）。 动态范围增加一倍。

增加动态范围
•
•

结损耗增加一倍（因为叠加）
本振反相型平衡混频器
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果 混频管接反
本振反相型平衡混频器
5、仿真结果 混频管接反
结果：变频损耗反而增大。。。。
本振反相型平衡混频器
6、小结与思考




平衡混频器基于等分的功率混合网络 能否实现混频取决于本振与射频在混频管上的 相位是否满足反相（本振）和同相（射频） 平衡混频器如何抑制本振噪声 思考这种结构能不能构成本振反相混频器？
抑制部分谐波
i '1 (t ) g nVs cos(nL s )t ' i ' ( t ) g V cos ( n ) t n i2t n s L s 2
当n为偶数时 当n为奇数时
i
' 1t
D1 i ' D2
i '1 (t ) 和 i '2 (t )同相，在输出电路中互相抵消 i '1 (t ) 和 i '2 (t )反相，在输出电路中互相叠加
VL 2
VN 2

D2
IN 2 二极管输出的中频噪声电流 in1 (t ) g1Vn cos 0t 负载输出的中频噪声电流 in (t ) in1 (t ) in 2 (t ) 0 in 2 (t ) g1Vn cos 0t
本振反相型平衡混频器
2、性能分析

本振反相型平衡混频器
2、性能分析

VL1 v V cos t L1 L L 本振电压 vL 2 VL cos L t VN1
抑制本振噪声


I N1
D1
in
本振噪声电压
vn1 (t ) Vn cos(L 0 )t vn 2 (t ) Vn cos (L 0 )t
3、典型电路形式

3g 4
④ ③
g 4
⑤
180 °混合环
信号
① ② ③
0
0
g 4
i1 (t )
g 4
①
②
本振 g 4 i2 (t ) g 4
⑥
g 4 360 本振2
180 90
90 180
180
考虑到二极管接向， 则D1、D2本振电压相反 D1、D2信号电压相同
本振反相型平衡混频器
课程回顾：单端混频器的不足
2、本振调幅噪声严重影响混频器噪声性能。
BIF BIF
L if
L
L if
减小本振噪声的方法： ①在本振输入端设置带通滤波器：高Q值，频率可调 增加体积、重量和成本，且不易实现 ②加正向偏压，获得最小变频损耗，以减小本振功率 会使散弹噪声增加
Rg
vs1 vs 2 Vs cos st
本振电压
us1
us 2


D1


i t

D2
vL1 VL cos Lt vL 2 VL cos L t
要点：
vL t
射频 本振

1、射频等幅同相加到混频管上； 2、本振等幅反相加到混频管上；