[科普中国]-变频损耗

变频损耗是指混频二极管输出的中频功率与输入的射频功率之比。混频二极管在频率变换过程中，变频损耗越小，则为了输出同样的中频功率所要求的输入射频功率就越小，接收机的灵敏度就越高。1

简介变频损耗的定义为输入微波信号资用功率与输出中频信号资用功率之比，一般用分贝数表示，即

Lm(dB)=10（ - ）(dB)

变频损耗由四部分组成：

Lm=L1+L2+L3+L4

式中，L1为无用的寄生频率引起的净变频损耗；L2为肖特基管的寄生参量引起的管子附加损耗；L3为输入、输出端不匹配引起的电路失配损耗；L4则是电路中电流引起的导体热损耗。一般电路的热损耗L4≤0.2dB。2

测量原理对于宽带工作的混频器，一般假设它的射频变频损耗和镜频变频损耗是相等的。当然，如果中频不是很低或者混频器电路的Q值较高时，这一点是不成立的。因此,希望在类似的工作条件下测量上边带(L01 )和下边带(L0-3)的变频损耗。

变频损耗测试设备如图所示。信号源是西门子RWO110.75GHz~110GHz返波振荡器，与一个固态倍频器耦合，产生150GHz~-220GHz的扫频信号。在校正了波导开关、衰减器和谐振环滤波器的插损之后，从功率计读取人射到混频器射频端口的信号电平。锁相速调管振荡器作为本振源，它在谐振环滤波器处与射频信号合成起来。谐振环抑制了速调管的嗓声(RF和镜频)，混频输出端接50Ω同轴线，与中放连接(3.7GHz~4.2GHz，28dB增益)，用标量网络分析仪测量输出功率电平，当中频测试设备的增益已知时，射频和镜频的变频损耗就确定了。3

测量方法测量变频损耗的方法有多种，简单介绍几种易于测量的方法。

（1）外差法

这种力法可以求出接近于用二极管实际作变频器使用时的变频损耗。如图所示，测量的机构大体上与普通外差式接收机相同。首先将信号发生器产生的输入信号和本机振荡功率加到二极管上，用中频放大器将变频的中频功率加以放大，然后用功率计测量其输出。只要知道信号发生器的输出电平和中烦放大器的增益，即可求出变频损耗。

（2）直流电流法

直流变化法虽然只能求出与本机振荡器匹配时的变烦损耗L0，但装置简单，在测量多彭二极管时较为方便。4

降低损耗途径（1）采用了特定滤波器，将两个边带信号反射回变频器中，使镜频和本振变频，和频与本振的二次谐波变频后同时产生中频信号。只要设计恰当，镜频与和频经变频后产生的中频信号与主中频信号之间可以取得相同相位，从而达到增大变频器输出的中频信号功率，降低变频损耗的目的。

（2）调节L1，可以改变镜频相位，低通滤波器让ωo和ωe通过，但将和频ω2=ωo+ωe反射回变频器再次变频。调节L2可改变ω2的相位，反射回的镜频与本振差拍，和频与本振的二次谐波差拍都能产生中频信号，’从而使中频增加了额外输出功率，达到降低变频损耗的目的。5

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学