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，還能在發射機中作為單邊帶調制器。本文對某型下變頻器進行了干擾分析，與鏡像抑制混頻器進行了對比研究，提出了用鏡像抑制混頻器替代該型下變頻器的可行性。
關鍵詞：微波器件；鏡頻抑制；雙平衡混頻器；下變頻器

近年來，隨著微波器件的快速發展，在雷達和通信領域，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。混頻器對接收系統的影響和作用似乎越來越小，然而事實并非如此。對于單邊帶系統，特別是中頻較低的單邊帶系統來講，鏡像噪聲會對噪聲帶來很大影響。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的另一個邊帶，它與本振混頻后產生的中頻信號與信號邊帶產生的中頻信號相同。對于單邊帶系統，當低噪聲放大器頻帶較寬，且中頻不高時，鏡像噪聲會通過混頻器進入系統，造成系統噪聲系數惡化。

如圖1所示，鏡像頻率(Image Frequency)經過下變頻生成Image IF，疊加在有用Desired IF上，且頻率與Desired IF相同，無法通過中頻濾波器濾除，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端口進入，信號經鏡頻抑制混頻器后直接變為上下兩個邊帶的中頻信號，選取所需要的邊帶就能夠實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)，則經過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，能夠通過處理獲得單邊帶信號，實現鏡頻抑制或者單邊帶調制。
利用鏡像抑制混頻器通過一次變頻就能實現變頻的目的，而且還能能有效的回收鏡頻能量，抑制鏡像干擾的產生。同時鏡像抑制混頻器還能混頻產生上下邊帶信號，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。