3、低通滤波器的设计

由于混频器输出的频率成分中含有其他的高次谐波成分，因此混频输出后，需要对信号进行滤波才能得到需要的中频信号，下面设计中频滤波器。

（1）在工程中新建一个原理图，命名为“filter_lp”。

（2）选择“Lumped-Components”元件面板列表，在元件面板中选择3个电感和2个电容，并插入到电路原理图中。

（3）单击工具栏中的【GROUND】按钮，在原理图中插入两个“地”。 （4）按照图18所示的方式将电容、电感和“地”连接起来。

（5）双击电路中的电容、电感元件，按照图17所示的值对它们的参数进行设置：

图17 滤波器电路的结构及参数设置

（6）从“Simulation-S_Param”元件面板中选择两个终端负载元件，并分别插入到滤波器的输入输出端口。

（7）单击工具栏中的【GROUND】按钮，在原理图中插入两个“地”，并与终端负载连接。这样仿真电路就搭建完毕了，如图18所示。

图18 滤波器仿真电路

（8）从“Simulation-S_Param”元件面板中选择一个S参数仿真控制器，并按下面内容进行参数设置：

a、 Start=0.1GHz，表示频率扫描的起始频率为0.1GHz。 b、 Stop=4GHz，表示频率扫描的终止频率为4GHz。 c、 Step=10MHz，表示频率扫描的频率间隔为10MHz。 完成设置的S参数仿真控制器如图19所示。

（9）单击工具栏中的【Simulate】按钮进行仿真，并等待仿真结束。 （10）仿真结束后，系统弹出数据显示窗口，在数据显示窗口中插入一个关于S21参数的矩形图，如图20所示。从图22中可以看出，这显然是一个低通滤波器的幅度响应。

这样低通滤波器的设计就完成了，下面开始对混频器电路进行仿真。

图19 完成设置的S参数仿真控制器

0-10dB(S(2,1))-20-30-40-500.00.51.01.52.02.53.03.54.0freq, GHz

图20 滤波器的S21参数曲线

四、混频器性能仿真

1、混频器功能仿真

现对混频器的功能进行验证，通过观察本振信号、输入射频信号和输出中频信号验证混频器的混频功能。

1.1、仿真原理图的建立

首先建立对混频器进行谐波平衡法仿真的电路原理图，具体步骤如下。 （1）新建一个电路原理图，并以名称“mixer_hb”保存。

（2）将完整的混频器电路和滤波器电路复制到新的电路原理图中，并按照图21的方式连接起来。

（3）选择“Sources-Freq Domain”元件面板，并在面板中选择两个功率源P_1Tone，插入到原理图中，分别连接在混频器电路的射频输入端和本振输入端。

图21 滤波器与混频器的连接

（4）双击两个功率源，按照下面的内容设置它们的参数。 ①．PORT1的参数为

a、P=dbmtow(RF_pwr)，表示功率源PORT1的输出信号功率为RF_pwr dBm。 b、Freq= RF_freq GHz，表示功率源PORT1的输出信号频率为RF_freq GHz。 ②．PORT2的参数为

a、P=dbmtow(LO_pwr)，表示功率源PORT2的输出信号功率为LO_pwr dBm。 b、Freq= LO_freq GHz，表示功率源PORT2的输出信号频率为LO_freq GHz。 完成设置的功率源如图22所示

图22 滤波器与混频器的连接 图23 VAR控件中的变量

（5）单击工具栏中的【VAR】按钮，在原理图中插入一个变量控件，双击变量控件，按照下面的内容设置变量及其默认值： a、RF_pwr=-20，表示变量RF_pwr的默认值为-20 dBm。 b、RF_freq=3.8，表示变量RF_freq的默认值为3.8 GHz。 c、LO_pwr=10，表示变量LO_pwr的默认值为10 dBm。 d、LO_freq=3.6，表示变量LO_freq的默认值为3.6GHz。 完成设置的VAR控件如图23所示。

（6）选择“Simulation-HB”元件面板，兵在面板中选择一个终端负载插入到原理图的输出端。

（7）单击工具栏中的【GROUND】按钮，在原理图中插入3个“地”，分别连接在3个端口元件的接地端。

（8）在工具栏中单击【Insert Wire/Pin Lables】按钮，在电路原理图的输出端插入一个节点名称Vout。

这样就完成了仿真原理图的建立，如图24所示。