2.4GHz接收机射频前端设计：低噪声放大器与混频器的研究

"1混频器电路模型图-软件项目的需求分析" 本文主要探讨的是2.4GHz接收机射频前端设计中的一个重要组件——混频器。混频器在通信电路中起到频率变换的作用，能够将一个载频上的已调制信号转换到另一个载频上，同时保持信号的调制方式和信息内容不变，并尽可能减少失真。混频器可分为无源混频器和有源混频器。无源混频器通常利用混频二极管实现，虽然信号会有所衰减，但没有放大作用，噪声系数相对较低。而有源混频器利用三极管作为混频元件，具有放大作用，因此有增益，但同时也会引入更多噪声。 文中提到了混频器的电路模型，通常包括带通滤波器，用于滤除不需要的频率成分。混频过程实际上是两个输入信号在时域上的相乘，导致频域上的频率加减。混频二极管是无源混频器的核心器件，输出信号包含了和频、差频等多种频率成分，其中本振信号的谐波次数和功率之间的关系决定了不同频率成分的强度。例如，基波和一次谐波对输出信号影响较大，而高次谐波的功率通常很小。 在设计超外差接收机时，选择合适的中频至关重要，因为镜频（即输入频率的两倍减去本振频率）如果落在滤波器的通带内，会对中频信号造成干扰。文章特别指出，微带无源混频器有两种常见类型：单端混频器和电桥平衡混频器。单端微带无源混频器包括定向耦合器、阻抗匹配电路、二极管和四分之一波长变换器等组成部分。 论文作者针对2.4GHz接收机进行了深入的研究，涵盖了从接收机结构体系到关键模块（如低噪声放大器和混频器）的设计与测试。在低噪声放大器部分，作者使用了射频电路仿真软件ADS进行设计，并实现了预期的性能指标。对于混频器，除了介绍无源微带混频器的工作原理和电桥平衡混频器的仿真设计，还设计了有源混频器以增加增益。此外，论文还包括了2.4GHz圆极化微带天线的设计与仿真，这种天线利用了按顺序旋转阵列技术和宽频带技术来提升综合性能。 整个研究工作是在教研室2.4GHz无线传输预研项目的背景下进行的，具有良好的应用前景。低噪声放大器通过源极负反馈电路形式实现了宽频带内的良好噪声性能，而圆极化微带天线则通过阵列技术和宽频带设计提升了性能。论文最后对所做的工作进行了总结，并指出了未来需要改进的方向。 关键词：接收机，低噪声放大器，混频器，圆极化微带天线