基于LTC5548的新型微波混频器解决方案

带有集成LO（本地振荡器）缓冲器和倍频器的新型宽带混频器解决了微波设计人员面临的几个挑战性问题。凌力尔特公司的LT555548混频器简化了设计，具有以下主要特性：

IF（中频）端口，从DC扩展到6 GHz，简化了宽带IF采样

片内与混合模块解决方案相比，LO限幅放大器消除了外部LO缓冲级，降低了成本并最大限度地减小了整体解决方案尺寸

0 dBm LO驱动器可减少总辐射泄漏，减少外部滤波器和屏蔽要求

超宽带RF（2至13.6 GHz）和LO（1至12 GHz）端口连续匹配

该器件具有宽带差分IF端口，工作频率范围为DC至6 GHz。其低频能力可实现更灵活的频率规划。 LTC5548非常适用于接收宽带信号，特别是带宽为500 MHz至1 GHz或更高。

与大多数微波混频器不同，LTC5548通常需要大约+13 dBm或更高的LO驱动。集成LO缓冲器，仅需要0 dBm驱动器。由于器件以0 dBm信号开始，而不是替代器件的典型值为+13 dBm或更高，因此其他端口的LO泄漏低13 dB。这样可以实现更简单的滤波要求，特别是LTC5548可以支持的低IF频率。片上LO缓冲器显着改善了RF到LO端口的隔离，这有助于减少由于LO输入端的寄生RF信号引起的合成器源频率牵引的任何问题。

LTC5548专为宽带操作，可以双向使用，作为上变频或下变频混频器。其RF端口可以是下变频接收器中的输入或上变频发送器中的输出。其RF端口具有片内巴伦，使其能够单端工作。平衡 - 不平衡变压器在2至13.6 GHz范围内连续匹配50Ω，回波损耗优于10 dB。

为了使该器件真正适用于宽带应用，其LO端口也是单端的，并且在1至12 GHz范围内连续匹配50Ω。此外，无论LTC5548是使能还是禁用，50Ω阻抗终端都是恒定的。因此，打开和关闭混频器不会产生干扰，可能会解锁LO源中的锁相环。

50Ω端口极大地简化了微波系统设计人员的设计。首先，这使得更简单的滤波和与50Ω系统的其他部分的接口。其次，极宽带匹配对电路对外部匹配元件值变化的敏感性更为宽容，可以在系统生产变化时产生非常一致的性能。

LTC5548的LO端口可以直接用信号源驱动12 GHz，可获得最佳噪声系数和杂散性能。或者，端口可以配置为使用内部倍频器;选择时（通过数字选择引脚），最高可达6 GHz LO信号，内部加倍，最高工作频率可达12 GHz。这便于使用成本较低的低频PLL/合成器。折衷是噪声增加3 dB，这主要是由于噪声功率加倍，而马刺略高。

图1：宽带10 MHz至6 GHz上变频至6.5 GHz。

结果是极小尺寸的解决方案。图1显示了宽带发射机应用的一个示例。该电路使用6.51至12.5 GHz的扫频LO频率将10 MHz至6 GHz输入信号上变频，从而创建固定的6.5 GHz RF输出。为实现这种宽带输入性能，使用Mini-Circuits型号TCM1-83X +巴伦变压器将单端输入转换为混频器的差分IF端口。对于高侧LO注入，混频器在近DC至3 GHz时表现出相对平坦的转换损耗，如图2所示。在5 GHz以下的任何1 GHz输入带宽内，增益平坦度优于1 dB。一旦输入被推到5 GHz以上，转换损耗就会开始变化得更快。输入IP3（IIP3）从近DC到2.5 GHz仍然大于23 dBm，而在高达6 GHz时仍然表现出优于19 dBm的IIP3。

图2：使用高端LO驱动和LO驱动的转换损耗和IIP3与输入频率的关系。

LTC5548基于先进的SiGe BiCMOS工艺，具有非常一致的性能。混频器采用纤巧的2 mm x 3 mm塑料QFN封装。利用0dBm LO驱动，上述示例电路实现示出了具有最少外部组件的极其紧凑的解决方案。总体解决方案成本具有吸引力，并且其他复杂的微波电路解决方案变得更加简单和可制造。