宽带信号发生器的关键微波电路设计

潘景荣

摘 要：在现在射频微波测试领域中，信号发生器的应用范围实现相当广泛的，在现阶段的应用当中，主要应用到了大量的射频射频波的器件，因此对于射频波的调试和测试都是相当重要的，因此需要对电子设备的维修检测当中进行信号检测仪的使用。在此种情况下，需要在对关键微波电路进行必要的设计。在本文当中首先对其基本理论做出了概述；其次分别对谐波混频器和倍频滤波组件进行了分析；最后得出了其测试的结果和分析。

关键词：宽带信号发生器 关键微波电路 设计

随着现代科技的不断发展，我国的电子电路设计已经得到了很大程度的发展，其中出现了很多的宽带信号发生器，其中利用到了关键微波电路的设计方式，从而不断的推进了我国电子设备的发展前景，其中倍频器和滤波器的出现就是其中一项重要的内容，需要在其基础理论进行掌握和了解的基础上不断的实现对其的优化，从而对其产生一个相当大的推动作用。

一、基本理论

在本文的基础理论当中，需要对三个方面的理论作出实际的分析，在混频器的理论的当中，一般是存在着三个端口的非线性射频微波器件，其中的两个输入端口分别输入本振信号（LO）和射频信号（RF），输出端口输出中频信号（IF），在混频器的工作当中，主要是对两个不相同的输入频率信号的处理，经过处理之后就会演变成为需要输出的频谱，其中的混频器的输出信号当中是可以进行连续信号的输入的。

在倍频器的理论当中，主要是对射频微波系统中常用部件设备的有效分析，其中需要利用倍频器来充分的降低其中的主振荡器当中所发生的频率现象，从而不断的扩展其工作频率，最终可以听过出和频率相符合的各种谐波信号，提升电路当中的可靠性等。一般来说，现阶段的二极管和三极管倍频器进行倍频的机理是不相同的，但都要利用其自身的非线性特性来产生丰富的各次谐波信号。

在滤波器的理论当中，主要指的是具备了选频特点的相关器件，其中的分类方式是多样的，其选用的传输线种类来进行区分，可以分为波导、同轴线、带状线以及微带线滤波器等等；按其频率的选择通过性来区分，可以分为低通、高通、带通以及带阻滤波器。

二、关键微波电路设计

1、谐波混频器设计

在谐波混频器的设计当中，需要按照相关的指标来做出设计，其中的指标为本振频率 600-900MHz；射频频率 3-10GHz；中频频率 3-68MHz；各端口的隔离度18d B；本振所对应输入功率0d Bm；相应的输出 P1d Bm-20d Bm ，在进行设计的过程当中，对于本振的谐波混频器所产生的次数都是不稳定的，一般来说会从最小的4次谐波一直发展到最大的16次谐波频率，因此在变频损耗的方面是相对不高的。其中的谐波混频器的结构设计框图如图1所示。

在谐波混频器的设计当中，需要实际应用在锁相环系统中的，其中的锁相环系统能提供给本振的输入功率较小（小于-10d Bm）的现象，但是在设计当中，需要对其本振端加入了一个巴伦。在此种情况下，其中所产生的功率损耗现象，也就是产生了一定的损耗现象，因此为了最大限度的减少其中的损耗现象，需要在本振端口加入一个功放模块，从而可以对参与混频的本振功率至少是大于 0d Bm。

2、倍频滤波组件设计

在对倍频滤波组件的设计当中，频滤波组件包括微波开关、倍频器和带通滤波器，在本文当中需要对三个带通滤波器的设计进行分析，一般情况下交指滤波器都可以处于满波系统当中，一般都会应用在带宽为1%到 70%的范围当中，一般来说，在交指滤波器的水当中，其结构是相对较为紧凑的，因此所占到的面积也是相对较小的。在谐振器之间可以有较大间隔，加工制造相对简单；在做成杆状的时候是可以不需要介质；寄生响应的影响相对会小些；频率为偶数倍时，抑制会比较好。

三、测试结果分析

在上文当中，对于其基本的原理進行了分析，并且在其原理的基础上，完成了对其的相关的设计和应用，其中在本文当中谐波混频器的设计中所应用到的仪器设备是频谱分析仪E4447A、电源 N6705A 和两台矢量信号源 E8267D。经过对谐波混频器的测试之后还需要对其做出相对应的分析，在测试当中，信号源频率为 900MHz，功率为-10d Bm，实际测试时，本振输入功率为-17.6d Bm。在相关参数和其他功率的设计当中，经过测量得到的数据入表1所示，经过功放后测得的功率为 0.2d Bm。

在表1当中，可以看出在测试当中，其频率分别处于600、700、800、900MHz 的时候对其频点进行了测试，从测试结果当中可以看出如果输入功放在600-900MHz 的时候，其中可以产生18d B 的增益现象，因此在对其中所产生的损耗现象进行分析之后，经过输入功放后的本振功率均是大于 0d Bm，在设计方面已经充分的满足了其设计的要求。

在对微波开关与倍频器测试结果当中，也需要做出及时的分析和掌握。其中在微波开关的控制电压当中，为 1.2V，电流为 20m A 时，此种情况下是属于支路隔离的现象；如果其中的电流为-20m A的时候，其中的支路是属于导通的现象的。在对其做出实际的测量之后，可以判断为其中的微波开关的损耗达到了3d B 左右，隔离支路的隔离度达到 30d B以上的现象。

结语

综上所述，在宽带信号法发生器的的设计当中，其中主要是由于两个关键的微波电路进行设计完成的。在进行优化设计的过程当中，需要根据实际情况来做出不断的完善，其中在谐波混频器当中可以对其中频的输出功率进行不断的加大，从而保证其中频输出的功率可以满足人们的需求。但是相反的在倍频滤波组件的设计优化当中，需要对输出端的功放电路进行提升，从而可以实现其输出功率提高的效果。

参考文献

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