Романюк_Приемопередающие_устройства

Рис.12.13. Схема смесителя, работающего на 2-й гармонике гетеродина

12.8. Сравнение транзисторных смесителей

Схемы активных смесителей, приведенные на рис.12.10, 12.11 и 12.13, рассчитанные на диапазон 8-миллиметровых длин волн, промоделированы в программе Microwave Office с це-

лью изучения их характеристик и достижимых параметров.

Все схемы дают возможность получить усиление преобразования KP > 7 дБ при часто-

те сигнала 37 ГГц мощностью менее –5 дБм и промежуточной частоте 2 ГГц. Оптималь-

ная мощность гетеродина, соответствующая максимуму KP, для всех схем составляла ме-

нее 10 дБм. Наибольшее усиление преобразования удалось получить в схеме,

изображенной на рис.12.11. Амплитудно-частотная характеристика, т.е. зависимость ко-

эффициента передачи мощности от частоты, рассчитанная для этой схемы смесителя, по-

казана на рис.12.14.

По вертикальной оси отложен коэффициент передачи мощности, а по горизонтальной

- частота гетеродина. Частота сигнала в данном смесителе fc = fг + 2 ГГц.

Другой важной характеристикой смесителя является амплитудная характеристика -

зависимость мощности колебаний промежуточной частоты от мощности сигнала. Для рас-

сматриваемой схемы смесителя эта зависимость показана на рис.12.15. По данной харак-

теристике можно оценить линейность смесителя, которая определяется величиной входной мощности P1 дБ, при которой выходная мощность на 1 дБ меньше, чем ожидаемое значение в случае идеальной линейности характеристики. Для данного смесителя P1 дБ = –7 дБм.

101

На рис.12.16 приведен спектр выходной мощности рассматриваемого смесителя, рас-

считанный при мощности сигнала –10 дБм и мощности гетеродина 8 дБм. По вертикаль-

ной оси отложена мощность колебаний промежуточной частоты, по горизонтальной оси -

частота гетеродина.

Рис.12.16. Выходной спектр смесителя (см. схемы рис.12.11)

Из рис.12.16 видно, что на выходе смесителя, схема которого приведена на рис.12.11,

имеется лишь промежуточная частота и ее вторая гармоника на 50 дБ меньше основной.

Все остальные спектральные составляющие имеют незначительную мощность (менее –80

дБм).

Преимущество смесителя, соответствующего схеме на рис.12.10, состоит в возможно-

сти получения наибольшей полосы пропускания. Смеситель, выполненный по схеме на рис.12.13, имеет параметры, приблизительно такие же, как и у других смесителей, но уро-

вень шума меньше.

102

Заключение

В современных радиосистемах широко применяются микросхемы, не требующие про-

ектирования. Поэтому в учебном пособии приведена информация о принципах построе-

ниях таких устройств, как усилители малой и большой мощности, автогенераторы, преоб-

разователи частоты. Информацию о других устройствах можно найти в литературе. Так,

умножители частоты описаны в [1], модуляторы и демодуляторы - в [8], автогенераторы,

охваченные системой ФАПЧ, и синтезаторы частот на их основе - в [6]. Весьма полезной является книга [9], в которой приведены основные теоретические сведения о многих устрой-

ствах и многочисленные задачи, помогающие усвоению теории, а также работа [10].

103

Литература

1.Петров Б.Е., Романюк В.А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. - М.: Высшая школа, 1989. - 231 с.

2.Радиоприемные устройства / Под ред. Н.Н. Фомина. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 515 с.

3. Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. -

М.: Мир, 1991. - 632 с.

4.Xuejun Zhang, Lawrence E. Larson, Peter M., Asbeck I. Design of Linear RF Outphasing Power Amplifiers. - Boston - London: Artech House, 2003. - 200 p.

5.Нейман М.С. Курс радиопередающих устройств. - М.: Советское радио, 1965. - 594 с.

6.Романюк В.А. Синтезаторы частот на основе автогенераторов с ФАПЧ. - М.: МИЭТ, 2005. - 99 с.

7.Источники сигнала СВЧ-диапазона с низким уровнем фазовых шумов для систем радиолокации и связи / Е.Г. Молчанов, Д.С. Очков, Е.А. Силаев и др. // Радиолокация и связь. - 2006. - № 2. - C. 32 - 34.

8.Романюк В.А. Основы радиосвязи. - М.: ЮРАЙТ. Высшее образование, 2009. - 288 с.

9.Гарматюк С.С. Задачник по устройствам генерирования и формирования радиосигналов. - М.: Изд-во ДМК, 2012. - 672 с.

10.Smith J.A. Modern Communication Circuits. - WCB McGraw-Hill, 1998. - 577 p.

104