1. 研究目的与意义
混频器是通信系统中超外差接收机中的核心部件。在无线电通信系统（特别是广播电视系统)中，接收机应该能接收来自各个发射台的信号，而且到达接收机的信号是非常微弱的一般为为微伏数量级。这样微弱的信号是不能直接解调的，需要将信号放大，然而高频、宽带条件下，增益达 60-120dB的放大器要稳定工作是很难实现的。因此，在超外差接收机中，是把来自于不同发射台不同频率的高频已调信号，通过混频器搬移到某一固定的中频频带上，然后使用窄带的中频放大器放大，窄带的中频放大器容易做到很高的增益，从而使接收机的灵敏度和选择性得到保障。
在通信系统中，信号频率之间的变换是我们首要解决的问题。一般情况下，对信号进行调制、扩频、解扩等处理工作是在低频段下进行的，然后再将处理好的信号上变频到高频段发射出去，同样我们需要将接收到的射频信号下变频到低频段再做各种信号处理工作。所以在通信系统中，混频器是必不可少的重要部件。实际上混频器的原理是利用非线性器件达到一个频谱搬移的作用。在接收机中，混频器一般是位于接收机的前端或者在低噪声放大器的后续端，它的性能如变频损耗(变频增益)、噪声系数等直接影响到整个系统的好坏。
综上，可见混频器对现代通信的作用是不可或缺的存在，因此本选题是对混频器进行研究和设计。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题：
了解各种混频器的工作原理与参数、组成结构，并且如何通过仿真软件去实现。比如混频器的典型参数就有输入或输出射频信号的频率、混频器的变频损耗定义为混频器射频输入端口的微波信号功率与中频输出端信号功率之比（主要由电路失配损耗，二极管的固有结损耗及非线性电导净变频损耗等引起、镜像频率、噪声频率、交调失真、隔离度（混频器隔离度是指各频率端口间的相互隔离，包括本振与射频，本振与中频，及射频与中频之间的隔离。隔离度定义为本振或射频信号泄漏到其它端口的功率与输入功率之比，单位db）、动态范围（动态范围是指混频器正常工作时的微波输入功率范围。其下限因混频器的应用环境不同而异，其上限受射频输入功率饱和所限，通常对应混频器的1 db压缩点。）、本振功率混频器的本振功率是指最佳工作状态时所需的本振功率。原则_ 上本振功率愈大，动态范围增大，线性度改善(1 db压缩点上升，三阶交调系数改善)。
本课题主要研究的是各种微波混频器的设计。
3. 国内外研究现状（文献综述）
混频器最早是由 Armstmg在1924年研制成功。五十年代中期，晶体管技术与外延单晶生长技术的不断发展，给混频器的发展提供了物质基础。到六十年代，表面势垒二极管和隧道二极管问世后，人们对混频器的研究才得到了迅速的发展。随着混频器技术的发展，混频器的理论也得到了很大的发展。混频器已经在诸多领域中得到了广泛的应用,其技术指标的好坏直接影响到整机性能的发挥.从混频器的基本概念出发,分析了混频器设计中的关键技术,如噪声系数,变频损耗,动态范围,隔离度,混频失真等对接收机性能的影响[1]。由用幂级数法贝塞尔函数法分析小信号对非线性器件的作用，发展到用开关医数法分析大信号对非线性器件的作用，使理论和实践更加接近。
后来，用信号流图法分析混频器，就更加直观、清晰了。从国外混频器的发展形势来看，从上世纪八十年代起混频器的研究热点主要集中于毫米波频段[2]。而目前国内对这方面的研究受到现有加工工艺，微波集成技术水平以及测试仪器的限制，相关技术并未成熟，起步比较晚，离工程化应用还有一定的差距，因而有必要做深入研究。
从国内外的发展趋势来看，混频器主要研究集中在Ka波段和W波段，并且高频段、宽带混频器一直是人们的研究热点[3][4]。近几年来国外已经开始涉足到亚毫米波段。相比之下，由于起步比较晚，受到工艺和设备的限制，国内水平较落后于国外，因此对这方面研究还是有必要的。混频器的基本功能是作频率变换（又称变量技术)[5]。随着频率合成技术的发展，它已不仅用作超外差接收机前端的混频器，而且还可以用来作乘法器（即倍频器)、除法器（分频器)[5]。双平衡混频器在锁相技术中还可作鉴相器使用[7][8]。因此，混频器的研制已发展成为一种专门技术。而且混频器是微波集成电路接收机系统中必不可少的部件。在微波通信、雷达、遥感、遥控、侦查与电子对抗系统,以及微波测量系统中，将微波信号用混频器降到中低频来进行处理[9][10]。
4. 研究方案
在设计混频器时得先了解混频电路的基本组成模型及主要技术特点、混频电路的基本原理及设计，本课题设计方案流程如图一所示。
图一:见附件
一、混频器的工作原理
5. 工作计划
2022-2022-2学期：
第1-2周：提交开题报告，并进行不同混频器研究学习。
第3周：在ADS平台上实现混频器电路搭建。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
