1 概述
混频器是最常见的变频器材， 而变频器材的丈量一直以来都相对困难和杂乱。传统的丈量办法包含运用频谱仪、标量网络分析仪、矢量网络分析仪等。选用功率计和频谱仪能够对起伏特性进行丈量，无法丈量相位特性，一起，丈量不同的参数需求不同的衔接办法；选用网络分析仪丈量和惯例器材丈量比较，也存在一些困难：输入和输出信号处于不同频率；是多端口器材；需求两路输入；匹配一般都不好；不能进行矢量网络分析仪的差错批改等。
本文首要叙述经过矢量网络分析仪来完结混频器的测验办法，详细经过安立公司的网络分析仪和软件，论述一种NXN技能（也能够叫三混频器技能）在混频器测验中的运用，经过这种办法，能够完成实时的差错批改，一起丈量衔接办法简略，一次丈量就能够得到全部的参数。
2 混频器丈量的传统处理办法
混频器作为根本的频率改换器材，其首要丈量参数有传输特性（变频损耗、相位、群推迟）、发射特性（回波损耗、阻隔度）、非线形（变频紧缩、高阶混频产品、双音IMD）等。
选用网络分析仪进行器材的网络参数丈量一般有以下几个要求：
1） 矢量信号分析仪丈量是比较丈量法，要求测验通道信号和参阅信号通道信号的频率共同；
2） 一般参阅通道的信号直接来自矢量网络分析仪的射频信号源；
3）由于混频器或变频器有关变频的丈量则不能满意上述要求。混频器的丈量需求不同于传统器材丈量的特别的衔接办法。
惯例的丈量办法首要选用”已知”混频器”Golden Piece”法。在这种办法中，丈量取得的数据是与”已知”混频器”Golden Piece”的数据的相对值。这种办法在职业中现已被认为是频率改换器材丈量的规范丈量法。在丈量中要用到两个混频器，一个的输出用于确定VNA，另一个用于丈量。首要，丈量Golden Piece的起伏和相位并存储；DUT的丈量成果和Golden Piece的成果比较，能够得到一个相对的成果。
混频器惯例丈量法原理图如图1所示。A1参阅接收机端口为IF参阅信号；B1丈量接收机端口为IF丈量信号，而非反射信号；丈量成果为A1/B1的比值；A1、B1信号的频率共同，因而能够比相并由相位曲线导出群时延。
选用这种惯例丈量办法首要存在以下缺陷：
1） 关于不同参数的丈量依然需求不同的衔接办法；
2） 由于运用规范混频器”Golden Piece”进行校准，规范混频器”Golden Piece”的任何损耗或危害都会损坏原有的参阅规范；
3） 不同来历的产品的比较是很困难的；
4） 不能对源和负载匹配的丈量进行批改；
5） 与进行”S”参数丈量的衔接办法不同。
图1 混频器惯例丈量法原理图
3 混频器丈量的NXN丈量法
美国安立公司提出了一种针对混频器丈量的NXN丈量法，这种办法有用的处理了惯例丈量法所无法处理的一些困难和技能难点。
NXN丈量法，简略的说，它是根据混频器为互易器材的丈量办法。其丈量原理框图如图2所示。需求三个混频器，由于混频器1在两个方向上都需求进行丈量，所以要求混频器1为双向混频器。由于需求滤出镜频信号，需求中频滤波器。该办法首要经过在校按时解三个方程求三个不知道数，即经过三个三元一次方程得到仅有解的办法，然后将解出的参数代入对DUT的丈量得到一个一元一次方程并求出解。
由原理图可知，选用NXN丈量法使得进入矢量网络分析仪的信号不是变频信号，此办法最大的长处便是能够直接对混频器的起伏和相位进行丈量，丈量成果是肯定数据，不是相对数据，成果更精确；一起能够对系统差错进行差错校准，即12项差错，如频率响应、源匹配、负载匹配等，能够得到实时的12项差错校准数据。
图2 NXN丈量法丈量混频器原理框图
4 NXN丈量法的详细运用
4.1 丈量器材
DUT #1- #3 = 混频器 (同种类型, 必要条件)
M1-0418 微波双平衡混频器
LO/RF频率规模4.0 to 18.0 GHz
IF频率规模DC to 4.0 GHz
LO功率 +15dBm
（设置LO信号源功率为10 dBm,由于运用了LO放大器.）
在下面运用中：
RF= 10.04 GHz to 11 GHz, 功率电平 + 0dBm
IF = 0.04 GHz to 1 GHz.
LO = 10GHz, LO功率 = 10 dBm.
4.2 仪器设置
VNA: 37200B or 37300A
LO源: 安立69347频率归纳器, 满意混频器LO驱动功率要求
PC:装置 2300-232 软件 (Windows 3.1 or 95, 16 or 32 bit)
GPIB总线: PC经过GPIB操控VNA，信号源在多源操控形式下经过GPIB受控于VNA。假如是固定LO丈量, VNA不需求操控外部信号源。
测验框图如图3所示
注：为了进步丈量成果的匹配，能够用6dB的阻隔器替换3dB的。
1、 放大器用于进步LO的驱动才能，并添加阻隔才能。阻隔器也是用于阻隔。假如不必放大器那么有必要有满足的LO驱动才能。一般阻隔在RF和IF端口最需求。
2、 带通滤波器有必要调整带宽经过IF信号，滤掉其他信号，使虚伪信号最小化。在比如中，由所以1GHz的IF，需求用2GHz的低通滤波器。
留意框图中的混频器是同种类型的，背靠背的。榜首个下变频，第二个上变频，使VNA输入输出信号在频率上共同。
在图3中，校按时PEI（Phase equal insertables） 是有必要的.，可是它和丈量无关，所以在图3中未包含。
4.3 丈量过程
榜首步：滤波器和衔接校准丈量
榜首步丈量是对榜首混频器的输出和第二混频器的输入之间的全部环节进行丈量。关于固定IF履行全双端口校准，扫频办法 (0.04 to 1GHz)或许接连波，信号源功率等于0dBm. 在IF和RF之间选用相同的步进扫频，频率点有必要是401个点。在端口2测验电缆需求选用PEI（phase equal insertable）。
衔接原理框图如图4所示。
第二步：混频器丈量
图4 IF滤波器校准原理
原理框图如图5所示。
VNA需在RF规模内校准，10.04到11GHz，401个点，信号源功率为0dBm。选用多源操控形式驱动LO信号源，关于固定LO丈量不需求多源操控形式。需求在混频器的射频端衔接3dB的阻隔器，在校按时每个端口都应衔接阻隔器。在端口2应该衔接PEI（Phase Equal Insertable）。假如需求更好的匹配能够运用 6dB的阻隔器替代 3 dB的阻隔器。
第3步：参阅混频器挑选
挑选混频器3作为参阅混频器。软件将会嵌入IF滤波器校准数据、交连校准数据,和混频器3校准数据用于校准。到现在为止，现已能够进行任何混频器的丈量了，混频器3在方位2上作为参阅混频器。刺进不知道混频器在方位1，然后能够丈量S21、群时延、相位线性度等。
附图是选用NXN丈量的成果和波形图。
Measurement Result.
IF Response at Cal.
Mixer 1 – 2 RF Response at Cal.
Mixer 1 – 3 RF Response at Cal.
Mixer 2 – 3 RF Response at Cal.
Measurement Resutl of Mixer 2
