微波混频器技术：FET与二极管混频器的比较

"三极管混频器是微波电路中的重要组件，常见于接收系统，如微波通信、雷达和遥感等应用。混频器通过降低信号频率以便于处理，集成电路混频器因其小巧、稳定和设计灵活而被广泛采用。其中，肖特基势垒二极管作为变频元件，尽管有变频损耗，但因其结构简单、工作频带宽、噪声低和动态范围大而受到青睐。混频器的电路结构包括单管、两管平衡和多管式，平衡混频器因噪声性能和信号隔离效果好而常用。微波混频器的关键技术指标包括噪声系数，它定义了输入和输出噪声功率的关系，并且根据用途不同，可以分为单边带噪声系数等。在混频器输出的中频噪声功率主要由信号源热噪声、变频过程产生的噪声和本振噪声三部分组成。" 混频器在微波工程中扮演着至关重要的角色，特别是在接收系统中，它能够将高频的微波信号转换为中低频信号，便于后续的信号处理。三极管混频器，特别是场效应晶体管（FET）混频器，由于其变频增益、高输出饱和点和较少的组合谐波分量，相比二极管混频器具有显著优势。例如，FET混频器可以在保持较高线性度的同时提供一定的增益，输出功率压缩点也较高，这意味着更大的动态范围和更好的三阶交调性能。然而，其噪声系数相对较高，这可能是设计时需要考虑的权衡因素。 集成电路混频器已成为主流选择，因为它们不仅体积小、稳定性强，而且设计成熟，可以根据不同的应用场景进行定制。二极管混频器尽管有变频损耗，但因其结构简洁，易于集成，工作频率范围广泛，以及良好的噪声和动态范围特性，仍然是常用的混频器类型。混频器的电路设计多种多样，如单管混频器适用于简单和低成本的应用，平衡混频器则通过平衡电桥改善噪声性能并提高信号隔离，多管混频器如管堆式双平衡混频器则针对特定需求，如镜频抑制或自动抑制镜频干扰。 在衡量混频器性能时，噪声系数是一个关键指标，它描述了从输入端到输出端噪声功率的增加。对于多频率多端口网络，噪声系数的定义需要扩展以适应复杂的系统。混频器的噪声功率主要包括信号源热噪声、变频过程生成的噪声以及本振噪声。噪声系数的计算涉及到这些噪声成分的比较，以评估混频器对信号质量的影响。在设计和优化混频器时，需要根据应用的具体需求，如信号质量、噪声性能和动态范围，对这些参数进行仔细的调整和权衡。