微波電子線路第三章上-資料下載頁(yè)
2025-04-29 06:25本頁(yè)面
【正文】 的噪聲輸出 功率，另一部分是混頻器內(nèi)部噪聲產(chǎn)生的輸出功率。 下標(biāo) “ 1”表示單通道混頻器。將噪聲系數(shù)用變頻損耗和噪聲 比表示，可得： 1?dt 11 ?mt1111 LtLF mm ?? 混頻器的噪聲系數(shù)近似等于變頻損耗，要獲得低噪聲系數(shù)， 必須使混頻器的變頻損耗盡可能低，兩者是一致的。 29 微波頻率變換器 2．鏡像匹配混頻器的噪聲系數(shù) 這時(shí)混頻器是雙通道的，它是三端口有耗網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于這種雙通道 混頻器，當(dāng)信號(hào)的邊帶結(jié)構(gòu)不同時(shí)，如單邊帶（ SSB）信號(hào)或雙邊 帶（ DSB）信號(hào)，其噪聲系數(shù)及噪聲比是不同的，必須分別討論。 （ 1）單邊帶信號(hào)情況 這時(shí)信號(hào)功率僅存在于信號(hào)通道， 鏡像通道沒(méi)有信號(hào)，但由于鏡像 通道也存在熱噪聲，因此將會(huì)有 兩個(gè)通道的噪聲通過(guò)混頻產(chǎn)生中 頻噪聲輸出，其噪聲性能將變壞。 這時(shí)噪聲系數(shù)和噪聲比為： ? ? 2222 1212 mdm tLtLSSBF ??????? ?????? ??? ?????? ?????? ???? dmm tLLTTt 1212 220 2230 微波頻率變換器 （ 2）雙邊帶信號(hào)情況 信號(hào)和鏡像通道都存在信號(hào)功率，因此輸出中頻功率 ，而輸出的總中頻噪聲資用功率仍為 ，故輸出中頻的信噪比比單邊帶信號(hào)情況增加一倍； 而輸入信噪比這時(shí)并沒(méi)有改變。噪聲系數(shù)為 : ? ? ? ?SSBPD S BP a i fa i f 2?2aifN? ? ? ? dmmm tLtLSSBFD S BF ?????? ????? 1212121 22222 如果用雙通道混頻器來(lái)接收 “ 單邊帶 ” 信號(hào)時(shí)，由于噪聲 輸出是雙通道的，而信號(hào)是單通道的，噪聲系數(shù)要增大一倍， 或者說(shuō)輸出信噪比變壞 3dB。為了降低混頻器的噪聲系數(shù)以改 善靈敏度，應(yīng)將鏡像通道抑制，這樣對(duì)信號(hào)傳輸無(wú)影響，但 可將噪聲削弱 3dB。 31 微波頻率變換器 3．混頻器 中放組件的噪聲系數(shù) 在外差式微波接收機(jī)中，一般采用混頻器 中頻放大器組件作 為接收前端。由于阻性混頻器本身沒(méi)有增益，其后面中頻放大器的 噪聲影響不能忽略。因此，以混頻器作前端器件的整機(jī)噪聲系數(shù)取 決于混頻器 中放組件的總和噪聲系數(shù)。 總噪聲系數(shù) ? ?111 ??????ifmifmmA FLFLFFF對(duì)于單通道混頻器，因 111 mm tLF ? ? ?1111 ??? ifmmA FtLF若 ，可得： ? ? ? ? ? ?dBFdBLdBFifmA ?? 1111 ?mt對(duì)于雙通道混頻器接收單邊帶信號(hào)情況 : ? ? ? ?1222 ??? ifmmA FtLSSBF對(duì)于雙通道混頻器接收雙邊帶信號(hào)情況 : ? ? 222 mm tLSSBF ?? ? 2222 mm tLD S BF ?? ? ? ?12 222 ??? ifmmA FtLD S BF32 微波頻率變換器 由于理論上 ，因此理想的鏡像短路（開(kāi)路）混頻器及 低噪聲中放應(yīng)獲得較小的整機(jī)噪聲系數(shù)。 21 LL ? 從以上的分析可見(jiàn)，要獲得低噪聲，必須降低變頻損耗、 二極管的噪聲比以及中頻放大器的噪聲系數(shù)。在一定的噪聲 比和中頻放大器的噪聲系數(shù)下，降低是獲得低噪聲系數(shù)的關(guān) 鍵。因此低噪聲混頻器必須具有低損耗。 4．本振源引入的噪聲 在計(jì)算噪聲系數(shù)和噪聲比時(shí)，除混頻二極管本身產(chǎn)生噪聲 外，僅考慮了信號(hào)源部分的噪聲輸入在中頻端造成的噪聲輸出。 實(shí)際上，本陣源也會(huì)有噪聲，并會(huì)將其噪聲引入混頻過(guò)程，對(duì) 混頻造成影響。 由于本振源諧振濾波器的作用，噪聲頻譜包絡(luò)與諧振器的 頻率特性相同。 33 微波頻率變換器 本振源輸出噪聲頻譜 本振源有效噪聲頻譜 在微波波段，噪聲系數(shù)增加大約 2～ 3dB，這是一個(gè)可觀的數(shù)值， 因此在電路設(shè)計(jì)中必須盡可能采取措施消去本振噪聲的影響。 34 微波頻率變換器 混頻器的其它電氣指標(biāo) 如果信號(hào)端口與本振端口的隔離較差，將會(huì)發(fā)生信號(hào)能量泄漏 到本振端口，造成能量損失，以及本振能量泄漏到信號(hào)端口，造成 信號(hào)源的不穩(wěn)定及向外輻射能量，因此要求信號(hào)端與本振端之間保 證一定的隔離度。 1．信號(hào)端口與本振端口的隔離度 用 表示輸入信號(hào)功率， 表示信號(hào)泄漏到本振端口的功率， 則隔離度定義為： SP LSPLSSSL PPL lg10? 用 表示輸入本振功率， 表示本振泄漏到信號(hào)端口的功率， 則隔離度定義為： LP SLPSLLLS PPL lg10?根據(jù)互易原理， 。 LSSL LL ?35 混頻器輸入端反射不僅導(dǎo)致失配損耗，而且當(dāng)混頻器為接收 機(jī)前置級(jí)時(shí)，由于反射信號(hào)在天線與接收機(jī)之間來(lái)回傳輸，使輸 入端信號(hào)產(chǎn)生相位失真。在某些相位關(guān)系要求嚴(yán)格的系統(tǒng)里，對(duì) 輸入駐波比有特別嚴(yán)格的要求，在一般情況下，要求輸入駐波比 小于 2。 2．輸入駐波比 微波頻率變換器 3．動(dòng)態(tài)范圍 混頻器的動(dòng)態(tài)范圍指能夠使混頻器有效工作的輸入電平范圍。 36 微波頻率變換器 頻帶寬度是指滿足各項(xiàng)指標(biāo)的混頻器工作頻率范圍，它主要取 決于二極管的寄生參量及組成電路各元件的頻帶寬度。 4．頻帶寬度 可見(jiàn)當(dāng)輸入電平較低時(shí)，輸入功率與輸出中頻功率成線性關(guān) 系，變頻損耗也是常數(shù)；當(dāng)輸入功率增加到一定電平時(shí)，由 于大信號(hào)作用，寄生頻率增多，使變頻損耗增加?？啥x變頻 損耗相對(duì)于低電平恒定值增大 1dB時(shí)的輸入電平為 “ 1dB壓縮點(diǎn) ” 。
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