Схема смесителя с амперметрами в плечах приведена на рис. 55а.

Рисунок 55а. Балансный смеситель на диодах с барьером Шоттки типа HSMS-8202 с амперметрами в плечах (Circuit Schematics->Smesitel_new)

Токи в плечах на нулевой гармонике равны между собой и превышают ток в нагрузке на 65,2 дБ (рис. 55б).

Рисунок 55б. Проверка баланса смесителя (Graphs->Baance)

       Порт P=1 типа PORT1 – это порт гармонического баланса, задающий напряжение гетеродина (50 Ом согласно ТЗ). Порт P=3 задает нагрузку на промежуточной частоте. Последовательно с портом P=3 включен амперметр ID=AMP1 типа I_METER, который позволяет наблюдать ток промежуточной частоты.

       Меняя длины и ширины элементов TL16, TL18 с помощью инструмента Tuner, добиваемся практически полного подавления нулевой гармоники (рис. 56), это говорит о настройке балансного смесителя.

Рисунок 56. Спектр тока промежуточной частоты (Graphs->Smesitel_new_Iharm)

       Для того, чтобы рассчитать потери преобразования смесителя и коэффициент шума, необходимо к схеме смесителя добавить блок NLNOISE (рис. 57).

Рисунок 57. Блок NLNOISE с установленными параметрами (Circuit Schematics->Smesitel_new)

       Соответствующие графики приведены на рис. 58.

Рисунок 58. Потери преобразования (ConvG_F) и коэффициент шума (NF_SSB0_F) смесителя на промежуточной частоте (Graphs->Smesitel_new_Conv_G_F_NF_SSB0_F)

       Согласно ТЗ, потери преобразования смесителя должны составлять -5,5±0,8 дБ, а коэффициент шума не более 5 дБ. Поэтому для удовлетворения требований ТЗ применим параметрическую оптимизацию.

       Цели оптимизации показаны на рис. 59.

Рисунок 59. Цели параметрической оптимизации для настройки потерь преобразования и коэффициента шума смесителя

       В качестве параметров оптимизации выберем длины отрезков TL15, TL16, TL18, TL2, TL24, ширины отрезков TL18, TL16, TL2, а также мощность гетеродинного порта. В ходе приближения потерь преобразования и коэффициента шума к желаемым значениям нарушался баланс смесителя и развязка токов промежуточной частоты и СВЧ (характеристика на рис. 56). Поэтому их также пришлось поддерживать, включив в цели оптимизации (рис. 60).

Рисунок 60. Цели параметрической оптимизации с учётом поддержания баланса смесителя и развязки токов

       В конечном итоге удалось добиться желаемых характеристик при сохранении условий баланса смесителя и развязки токов промежуточной частоты и СВЧ. Полученные характеристики представлены на рис. 61 и 62.  

Рисунок 61. Потери преобразования и коэффициент шума смесителя на промежуточной частоте после параметрической оптимизации (Graphs->Smesitel_new_Conv_G_F_NF_SSB0_F1)

Рисунок 62. Спектр тока промежуточной частоты смесителя после параметрической оптимизации (Graphs->Smesitel_new_Iharm1)

Параметры диодного смесителя во многом зависят от мощности гетеродина. Для исследования этих зависимостей в MWO используются характеристики, зависящие от мощности. Они маркируются добавлением _SP к названию характеристики. Причём в схему необходимо установить аналогичный порт гармонического баланса, у которого к названию добавлено _PS1. Такая схема, аналогичная схеме изображенной на рис. 55, представлена на рис. 63. Параметры элемента NLNOISE выбираются только для одной промежуточной частоты [4].

Рисунок 63. Схема смесителя с портом гармонического баланса (Circuit Schematics->Smesitel_new)

       Зависимости потерь преобразования и коэффициента шума смесителя при таких параметрах линий, как на рис. 63, от мощности гетеродинного порта показаны на рис. 64.

Рисунок 64. Зависимости потерь преобразования и коэффициента шума смесителя от мощности гетеродинного порта (Graphs->Smesitel_Pow)

       Видно, что наименьшие потери преобразования и коэффициент шума достигаются на участке приблизительно 10...30 dB мощности гетеродина.

6. УСИЛИТЕЛЬ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ (файл UPCHnew . emp, конечная схема Circuit Schematics -> UPCHreal).

6.1. Требования к УПЧ и процедуре расчёта:

· Полоса пропускания 50-80 МГц;

· Фактический коэффициент усиления по мощности Gp = 38±0,75 дБ;

· Реализовать на транзисторах NESG340034;

· Расчёт на заданный Gp проводить с помощью графоаналитического метода;

· Согласующие цепи и цепи подачи питания реализовать на дискретных элементах фирмы ATC и Murata.