- 上一篇：共形北斗天线空时自适应算法研究
- 下一篇：matlab数字测频算法的仿真与研究
参 考 文 献 37
1 绪论
当代生活的方方面面都离不开通信系统发挥的作用。怎样才能更好的解决不同信号频率之间的变换是人们最先需要考虑的一件事。当信号在较低功率的频段下工作时，信号需要经历扩频、调制等过程，上变频到较高频率段作为射频信号发送给别人。相似的原理在接收机中也得以适用，射频信号下变频之后得到中频信号，用以系统之后的工作和处理[1]。从中我们可以得出结论，微波混频器在通信系统发挥着重要的作用，是关键的组成部分之一[2]。通信系统中，利用混频器可以轻松实现对频率的加、减运算功能，微波混频器的性能对微波接收机以至整个微波系统有重要的影响。在超外差接收机和微波测量仪器的前端电路中均有混频器的身影，此外，它也是频率合成器等电子设备中的重要组成部分，在亚毫米波、毫米波的系统中为了实现低噪声高灵敏度等性能指标要求，微波混频器更是其电路模块中是关键性部件。固态器件具有非线性的性质，利用这一性质，我们可以利用设计好的混频器产生包含多种频率的输出信号，通过将输入端的射频信号和另一个输入本振通过非线性器件相乘，在所有的射频和微波系统进行频率变换。最后利用用特定的滤波器在所有的信号中筛选出所需要的信号，这种工作也被形象的称之为频谱搬移。一般地，我们把在发射机中的微波混频器称为上变频器，而在在接收机中的微波混频器则对应被称作下变频器[3]。
包括卫星通信中天地遥控系统的微波混频模块，微波通信系统中的混频电路模块，军用或者是民用雷达中的混频模块，卫星通信中混频电路模块在内，非常多的通信系统都具有相似的原理结构。他们大多利用电路中的混频器件，如下变频器将本身天线接收到的频率较高的射频信号下变频成低频信号，之后再进行对信号的后续处理[4]。在军用电子信息对抗为主的现代侦察战争中，接收到的信号也要做类似的处理才能被真正作为打击敌人的手段。在民用的系统中，通过微波混频器做出相应的频率变换，许多微波通信的测量、遥控等系统才能正常运转。[5]其实通过对现代通信理论的学习我们可以知道，任何一个具有混频器模块的通信系统都具有类似将频率较高的微波信号降到频率较低的微波信号的工作模式。所以，如何保证设计出的混频器拥有优秀的性能指标，对于相关的通信系统有着决定性的意义和影响。所以在设计微波混频器的过程中，在考虑相应的电路结构的实现难易的前提下，我们不能忽略这些混频器的重要指标对整个系统的影响，有时无法避免的只能在研究与设计过程中采取折中的方法[6]。
1.1 通信系统中的混频器
通信系统前端包括了接收机和发射机，接收机和发射机联合组成通信系统中收发信机。由于微波混频器是组成接收机和发射机的重要组成电路，所以研究微波混频器对通信系统来说具有十分重要的意义[7]。以接收器为例，图 1-1表示的是某接收机原理结构框图。通信系统的接收机由天线、本振输入回路、微波混频器、滤波器等电路模块组成。假设现在空间中，某一个辐射出的信号被系统的天线捕捉，信号被系统中放大器放大后与本振信号通过变频器作用，完成下变频频谱搬移后产生新的中频信号，再通过滤波器将有用的中频信号过滤转换得到数字处理模块可以识别的数字信号进行后续处理。
接收机结构图
通信系统中的发射机由混频器、天线、功率放大器等模块构成。图 1-2 表示的是发射机结构原理图。发射机可以将低频的模拟信号与本地的高频载波一同上变频从而相关射频信号。