寬帶鏡頻抑制混頻器應用研究

摘要：雷達和通信系統中，采用鏡頻抑制混頻器能夠有效抑制鏡像頻率，提高系統的抗干擾能力，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上，文中給出了一種鏡頻抑制混頻器的框圖，該結構既能在接收機中作為鏡頻抑制混頻器，還能在發(fā)射機中作為單邊帶調制器。本文對某型下變頻器進(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(zhù)微波器件的快速發(fā)展，在雷達和通信領(lǐng)域，接收系統普遍采用了低噪聲放大器作為前級，大大降低了系統的噪聲系數，提高了靈敏度?；祛l器對接收系統的影響和作用似乎越來(lái)越小，然而事實(shí)并非如此。對于單邊帶系統，特別是中頻較低的單邊帶系統來(lái)講，鏡像噪聲會(huì )對噪聲帶來(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
所謂鏡像信號邊帶是有用信號邊帶相對于本振信號對稱(chēng)的另一個(gè)邊帶，它與本振混頻后產(chǎn)生的中頻信號與信號邊帶產(chǎn)生的中頻信號相同。對于單邊帶系統，當低噪聲放大器頻帶較寬，且中頻不高時(shí)，鏡像噪聲會(huì )通過(guò)混頻器進(jìn)入系統，造成系統噪聲系數惡化。

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，從而降低了接收機性能。
即：


2 鏡頻抑制混頻器原理
鏡像信號抑制電路的結構如圖2所示，射頻信號從RF端口進(jìn)入，信號經(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，選取所需要的邊帶就能夠實(shí)現對鏡像信號的抑制。

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


式中，G(t)為上邊帶信號，H(t)為下邊帶信號，上下邊帶信號被分離開(kāi)，能夠通過(guò)處理獲得單邊帶信號，實(shí)現鏡頻抑制或者單邊帶調制。
利用鏡像抑制混頻器通過(guò)一次變頻就能實(shí)現變頻的目的，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，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。