ADS射频电路课程设计——混频器设计与仿真

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1、 混频器的设计与仿真 设计题目： 混频器的设计与仿真 学生姓名： 学 院： 专 业： 指导老师： 学 号： 日 期: 2011 年 12 月 20 日 目目 录录 一一、射频电路与射频电路与 ADSADS 概述概述 3 3 1、射频电路概述 . 3 2、ADS 概述 . 3 二二、混频器的设计、混频器的设计 7 7 1.混频器的基本原理 7 2、混频器的技术指标 . 9 三、混频器的设计三、混频器的设计 9 1、3 DB 定向耦合器的设计 . 9 1.1、建立工程 . 9 1.2、搭建电路原理图 10 1.3、设置微带线参数 11 1.4、耦合器的 S 参数仿真 12 2、完整混频器电路设计

2、17 3、低通滤波器的设计 . 2 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 四四、混频器性能仿真、混频器性能仿真 2323 1、混频器功能仿真 2323 1.1、仿真原理图的建立 2323 1.2 功能仿真 2525 2、本振功率的选择 2727 3、混频器的三阶交调点分析 2828 3.1、三阶交调点的测量 2828 3.2、三阶交调点与本振功率的关系 3131 4、混频器的输入驻波比仿真 3131 五五、 设计总结设计总结 3333 一、 射频电路与 ADS 概述 1、 射频电路概述 射频是指超高频率的无线电波，对于工作频率较高的电路，人们经常称为 “高频电路”或“射频（RF）电路”或“微

3、波电路”等等。 工程上通常是指工作频段的波长在 10m 1mm 或频率在 30MHz 300GHz 之间 的电路。此外，有时还含有亚毫米波（ 1mm0.1mm 或 300GHz 3000GHz）等。 一方面，随着频率升高到射频频段，通常在分析 DC 和低频电路时乐于采用 的基尔霍夫定律、欧姆定律以及电压电流的分析工具，已不精确或不再适用。分 布参数的影响不容忽略。另一方面，纯正采用电磁场理论方法，尽管可以很好的 全波分析和计及分布参数等的影响，但很难触及高频放大器、VCO、混频器等实 用内容。所以，射频电路设计与应用已成为信息技术发展的关键技术之一。 2、ADS 概述 ADS 电子设计自动化（

4、EDA 软件全称为 Advanced Design System，是美国安 捷伦（Agilent）公司所生产拥有的电子设计自动化软件；ADS 功能十分强大， 包含时域电路仿真 (SPICE-like Simulation)、频域电路仿真 (Harmonic Balance、Linear Analysis)、三维电磁仿真 (EM Simulation)、通信系统仿真 (Communication System Simulation)和数字信号处理仿真设计（DSP）；支持射 频和系统设计工程师开发所有类型的 RF 设计，从简单到复杂，从离散的射频/ 微波模块到用于通信和航天/国防的集成 MMIC，

5、是当今国内各大学和研究所使用 最多的微波/射频电路和通信系统仿真软件软件。 2.1 ADS 的仿真设计方法 ADS 软件可以提供电路设计者进行模拟、射频与微波等电路和通信系统 设计，其提供的仿真分析方法大致可以分为：时域仿真、频域仿真、系统仿真和 电磁仿真；ADS 仿真分析方法具体介绍如下： 2.1.1 高频 SPICE 分析和卷积分析（Convolution） 高频 SPICE 分析方法提供如 SPICE 仿真器般的瞬态分析，可分析线性与 非线性电路的瞬态效应。在 SPICE 仿真器中，无法直接使用的频域分析模型，如 微带线带状线等，可于高频 SPICE 仿真器中直接使用，因为在仿真时可于高

6、频 )( )/(103 8 Hzf sm f c SPICE 仿真器会将频域分析模型进行拉式变换后进行瞬态分析，而不需要使用者 将该模型转化为等效RLC电路。 因此高频SPICE除了可以做低频电路的瞬态分析， 也可以分析高频电路的瞬态响应。此外高频 SPICE 也提供瞬态噪声分析的功能， 可以用来仿真电路的瞬态噪声，如振荡器或锁相环的 jitter。 卷积分析方法为架构在 SPICE 高频仿真器上的高级时域分析方法，藉由 卷积分析可以更加准确的用时域的方法分析于频率相关的元件， 如以 S 参数定义 的元件、传输线、微带线等。 2.1.2 线性分析 线性分析为频域的电路仿真分析方法，可以将线性或非线性的射频与微 波电路做线性分析。当进行线性分析时，软件会先针对电路中每个元件计算所需 的线性参数，如 S、Z、Y 和 H 参数、电路阻抗、噪声、反射系数、稳定系数、增 益或损耗等（