ADS射频路课程设计——混频器设计与仿真.doc

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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日目录一、射频电路与ADS概述31、射频电路概述32、ADS概述3二、混频器的设计71.混频器的基本原理72、混频器的技术指标9三、混频器的设计91、3dB定向耦合器的设计91.1、建立工程91.2、搭建电路原理图101.3、设置微带线参数111.4、耦合器的S参数仿真122、完整混频器电路设计173、低通滤波器的设计21四、混频器性能仿真231、混频器功能仿真231.1、仿真原理图的建立231.2功能仿真252、本振功率的选择273、混频器的三阶

2、交调点分析283.1、三阶交调点的测量283.2、三阶交调点与本振功率的关系314、混频器的输入驻波比仿真31五、设计总结33一、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（1mm～0.1mm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

3、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（EDA软件全称为AdvancedDesignSystem，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-likeSimulation)、频域电路仿真(HarmonicBalance、LinearAnalysis)、三维电磁

4、仿真(EMSimulation)、通信系统仿真(CommunicationSystemSimulation)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，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。2.1ADS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S

5、PICE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频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。   

6、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（若为非线性元件则计算其工作点之线性参数），在进行整个电路的分析、仿真。2.1.3 谐波平衡分析(HarmonicBalance)   谐波平衡分析提供频域、稳

7、态、大信号的电路分析仿真方法，可以用来分析具有多频输入信号的非线性电路，得到非线性的电路响应，如噪声、功率压缩点、谐波失真等。与时域的SPICE仿真分析相比较，谐波平衡对于非线性的电路分析，可以提供一个比较快速有效的分析方法。   谐波平衡分析方法的出现填补了SPICE的瞬态响应分析与线性S参数分析对具有多频输入信号的非线性电路仿真上的不足。尤其在现今的高频通信系统中，大多包含了混频电路结构，使得谐波平衡分析方法的使用更加频繁，也越趋重要。另外针对高度非线性电路，如锁相环中的分频器，ADS也提供了瞬态辅助谐波平衡(TransientAssistantHB)

8、的仿真方法，在电路分析时先执行瞬态分析，并将此瞬态分析的结果作为谐