[发明专利]混频二极管的噪声仿真模型、方法及混频器电路优化方法

权利要求书

1.一种混频二极管的噪声仿真模型，其特征在于，包括：等效电流源、等效热电阻、等效热电容、级联电阻、等效散粒噪声源、等效热噪声源和等效热电子噪声源；其中，

所述等效电流源与所述等效热电阻串联，所述等效热电阻与所述等效热电容并联；

所述等效散粒噪声源与所述等效热电容并联，所述级联电阻与所述等效热电容串联，所述等效热噪声源与所述等效电流源串联，所述等效热电子噪声源与所述等效热噪声源串联。

2.根据权利要求1所述的噪声仿真模型，其特征在于，所述等效散粒噪声源的均方电流为，其中，q为单位电荷电量，I为结电流，B为带宽；

所述等效热噪声源的均方电压为其中，K为玻尔兹曼常数，T是混频二极管的阳极温度，R_s为级联电阻；

所述等效热电子噪声源的均方电压为，其中，为噪声常数。

3.根据权利要求2所述的噪声仿真模型，其特征在于，所述噪声常数通过如下表达式获得：

其中，是电子的平均能量弛豫时间，是电子迁移率，是外延层掺杂浓度，是阳极面积。

4.一种基于如权利要求1-3中任一项所述的噪声仿真模型的混频二极管的噪声仿真方法，其特征在于，包括：

对具有预设设计参数的混频二极管进行热仿真，获得所述混频二极管的阳极温度；

在所述热仿真的基础上，建立所述混频二极管对应的噪声仿真模型：

基于噪声仿真模型，以变频损耗和等效噪声温度最小为优化目标，获得所述混频二极管的第一目标混频性能。

5.根据权利要求4所述的噪声仿真方法，其特征在于，所述基于噪声仿真模型，以变频损耗和等效噪声温度最小为优化目标，获得所述混频二极管的第一目标混频性能的步骤，包括：

基于噪声仿真模型，在不同的LO驱动功率下，以变频损耗和等效噪声温度最小为优化目标，获得不同的LO驱动功率下优化目标的RF源阻抗和LO源阻抗；

基于不同的LO驱动功率下优化目标的RF源阻抗和LO源阻抗，获得不同LO功率驱动下，所述混频二极管的目标变频损耗和目标等效噪声温度；

基于所述混频二极管的目标变频损耗和目标等效噪声温度，获得所述混频二极管的第一目标混频性能。

6.根据权利要求4所述的噪声仿真方法，其特征在于，所述基于噪声仿真模型，以变频损耗和等效噪声温度最小为优化目标，获得所述混频二极管的第一目标混频性能的步骤之后，还包括：

根据所述混频二极管的第一目标混频性能，对所述预设设计参数进行调整；

在对所述预设设计参数进行调整后，返回所述对具有预设设计参数的混频二极管进行热仿真，获得所述混频二极管的阳极温度的步骤，直到获得所述混频二极管的第二目标混频性能；

对所述第一目标混频性能和所述第二目标混频性能进行对比分析，并根据对比分析结果对所述混频二极管的设计参数进行优化。

7.一种混频器电路优化方法，其特征在于，包括：

根据权利要求4-6中任一项所述的混频二极管的噪声仿真方法，获得混频器中混频二极管的目标混频性能对应的阻抗条件；

在所述混频器的等效电路模型中同时优化匹配网络中的各子单元，获得目标匹配网络，所述目标匹配网络提供混频二极管所需的所述阻抗条件；

基于所述目标匹配网络，对所述混频器进行电路性能仿真，以完成电路优化。

8.根据权利要求7所述的电路优化方法，其特征在于，所述优化匹配网络中的各子单元的步骤，包括：

对所述混频器中混频二极管的数量和所述混频器中混频二极管的串并联方式进行优化。

9.根据权利要求8所述的电路优化方法，其特征在于，所述优化匹配网络中的各子单元的步骤，还包括：

对所述混频器中混频二极管的级联方式进行优化。

10.根据权利要求9所述的电路优化方法，其特征在于，所述优化匹配网络中的各子单元的步骤，还包括：

对所述混频器中混频二极管的管芯的掺杂浓度进行优化。