寬帶鏡頻抑制混頻器應(yīng)用研究

摘要：雷達(dá)和通信系統(tǒng)中，采用鏡頻抑制混頻器能夠有效抑制鏡像頻率，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，同時(shí)能夠有效的回收鏡頻能量，提高工作效率。在介紹鏡像干擾原理的基礎(chǔ)上，文中給出了一種鏡頻抑制混頻器的框圖，該結(jié)構(gòu)既能在接收機(jī)中作為鏡頻抑制混頻器，還能在發(fā)射機(jī)中作為單邊帶調(diào)制器。本文對(duì)某型下變頻器進(jìn)行了干擾分析，與鏡像抑制混頻器進(jìn)行了對(duì)比研究，提出了用鏡像抑制混頻器替代該型下變頻器的可行性。
關(guān)鍵詞：微波器件；鏡頻抑制；雙平衡混頻器；下變頻器

近年來(lái)，隨著微波器件的快速發(fā)展，在雷達(dá)和通信領(lǐng)域，接收系統(tǒng)普遍采用了低噪聲放大器作為前級(jí)，大大降低了系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，提高了靈敏度?；祛l器對(duì)接收系統(tǒng)的影響和作用似乎越來(lái)越小，然而事實(shí)并非如此。對(duì)于單邊帶系統(tǒng)，特別是中頻較低的單邊帶系統(tǒng)來(lái)講，鏡像噪聲會(huì)對(duì)噪聲帶來(lái)很大影響。因此，在低噪聲放大器頻帶較寬，且中頻不高的單邊帶系統(tǒng)中，必須使用鏡像抑制混頻器。

1 鏡像干擾原理簡(jiǎn)介
所謂鏡像信號(hào)邊帶是有用信號(hào)邊帶相對(duì)于本振信號(hào)對(duì)稱(chēng)的另一個(gè)邊帶，它與本振混頻后產(chǎn)生的中頻信號(hào)與信號(hào)邊帶產(chǎn)生的中頻信號(hào)相同。對(duì)于單邊帶系統(tǒng)，當(dāng)?shù)驮肼暦糯笃黝l帶較寬，且中頻不高時(shí)，鏡像噪聲會(huì)通過(guò)混頻器進(jìn)入系統(tǒng)，造成系統(tǒng)噪聲系數(shù)惡化。

如圖1所示，鏡像頻率(Image Frequency)經(jīng)過(guò)下變頻生成Image IF，疊加在有用Desired IF上，且頻率與Desired IF相同，無(wú)法通過(guò)中頻濾波器濾除，從而降低了接收機(jī)性能。
即：


2 鏡頻抑制混頻器原理
鏡像信號(hào)抑制電路的結(jié)構(gòu)如圖2所示，射頻信號(hào)從RF端口進(jìn)入，信號(hào)經(jīng)鏡頻抑制混頻器后直接變?yōu)樯舷聝蓚€(gè)邊帶的中頻信號(hào)，選取所需要的邊帶就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鏡像信號(hào)的抑制。

假設(shè)輸入的射頻信號(hào)為A(t)=cosωt，本振信號(hào)為B(t)=cos(ωLOt)，則經(jīng)過(guò)鏡頻抑制混頻器之后，輸出的兩路信號(hào)分別為：


式中，G(t)為上邊帶信號(hào)，H(t)為下邊帶信號(hào)，上下邊帶信號(hào)被分離開(kāi)，能夠通過(guò)處理獲得單邊帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)鏡頻抑制或者單邊帶調(diào)制。
利用鏡像抑制混頻器通過(guò)一次變頻就能實(shí)現(xiàn)變頻的目的，而且還能能有效的回收鏡頻能量，抑制鏡像干擾的產(chǎn)生。同時(shí)鏡像抑制混頻器還能混頻產(chǎn)生上下邊帶信號(hào)，所以鏡像抑制混頻器既可作為上變頻器，又可作為下變頻器使用。