毫米波混频器在测量仪器仪表中应用

2020-09-07 17:36:15      点击:

  随着技术和工艺的进步,ADI等公司现在能够简化设计。利用宽带混频器,测试测量和军工客户可以获得与窄带器件相当或更好的性能,而且一个器件就能覆盖多个频段。2009以来,ADI公司推出了业界最齐全的无源宽带混频器系列,包括单/双/三平衡混频器、I/Q混频器、高IP3和次谐波混频器。设计人员再也不需要牺牲性能来实现宽带设计。如何利用宽带频率转换器简化测试测量和军用设计。

  宽带、设计灵活性和高性能的需求,使得测试测量和军工客户更喜欢使用能够个别定制和优化以达到特定设计目标的分立混频器。如上所述,无源混频器的线性度和噪声系数优于集成或有源混频器。顺带说一句,即便在无源混频器中,宽带和最优RF性能(线性度、噪声系数、杂散等)也像一枚硬币的两面。传统上,半导体公司用带宽来交换RF性能,或者相反。结果,军工和测试测量设计人员并联使用多个窄带器件来覆盖宽频率范围。通过这种方法,他们能在各窄带中提供最佳性能。这样的解决方案是有效的,但设计极其复杂、昂贵且难以维护。

  测试测量(T&M)仪器仪表和军用市场对宽带性能一直有着非常独特的需求。此类市场中的大部分应用(如电子战、雷达、频谱分析仪等)是高度定制化的,需要极其出色的信号完整度和精度。这些应用通常还跨越广泛的频谱(宽带要求),需要能够检测超低保真度信号(低噪声系数和高线性度)。

  虽然其他市场大多已开始转向集成混频器以降低成本并简化设计,但诸如HMC773ALC3B(6GHz至26GHz双平衡混频器)和HMC1048LC3B(2GHz至18GHz双平衡混频器)之类的分立混频器件在测试测量和军工客户中仍然占有突出地位。对于频谱分析仪和信号分析仪等高精度测试测量仪器仪表应用,以及对于先进雷达和电子战应用,I/Q混频器开始受到欢迎。这些混频器无需外部滤波,同时仍有良好的镜像抑制性能。

  过去,业界中的大部分I/Q混频器受窄带限制。但现在,我司人员通过创新不断突破RF和微波的限制,业界将拥有两款新型宽带I/Q混频器——HMC8191LC4(6GHz至26GHzI/Q混频器)和HMC8193LC4(2.5GHz至8.5GHzI/Q混频器)。测试测量和军工客户可以用这两款混频器取代最多八个窄带I/Q混频器,同时仍能实现同样的应用设计目标。设计人员再也不需要放弃性能来换取宽带性能。

  未来几年,测试测量和军用市场可能会继续使用分立式混频解决方案。然而,随着便携式和低功耗需求的增长,我们很快会看到这些应用将逐渐提高集成度并降低功耗。无源混频器先天具有更高的线性度、更好的噪声系数和更低的功耗,但集成灵活性有限。有源混频器具有高集成度,但功耗和噪声系数不如人意。我们预期在这个方向上会有更多创新和更先进的研发成果。或许有一天,我们会拥有两全其美的混频器——既能提供高线性度和宽带性能,又有较低的功耗和较小的尺寸。

  微波行业不断取得令工程界惊讶的技术进步。现在对微波混频器件的需求变得比以往更加多样化,与特定市场应用的关系更加密切。过去的通用混频器产品将不再适用不同市场中的新型应用。OEM更多地以平台和应用为中心来看待其设计。半导体业者必须能够为每个细分市场提供混频解决方案。OEM需要开始与ADI公司等半导体行业的先锋企业密切合作,以开发混频解决方案,而不只是混频器件。