基于混頻器的變頻通道設計

摘要：文中介紹一個發射機中的“上變頻”模塊的設計。中頻輸入頻率為300±100MHz，本振輸入為3100MHz。射頻輸出為3400±100MHz。帶內波紋1dB以內。雜波抑制大于30dBc。選用Hittite的雙平衡混頻器HMC215LP4和mini公司的放大器gail-39。為了保證發射信號頻譜的純度，抑制諧雜波干擾，在發射鏈路的最后一級加入了定制的腔體濾波器。測試結果表明達到了指標要求。
關鍵詞：發射機；上變頻

一個無線發射／接收機一般包含了射頻電路和基帶電路兩個部分，基帶電路完成基帶信號的處理，雷達中信號信息的解調和調制就在基帶板上來完成。射頻電路完成信號的上下變頻。
發射鏈路主要完成將經過調制的基帶信號與木振信號混頻后，上變頻到所需要的載波頻率，濾除雜波后經過放大器放大到足夠的功率之后發射出去。存這個過程中，發射信號的功率，增益平坦度，線性度和相位噪聲以及信號雜散水平等指標成為了發射鏈路的設計難點。
接收鏈路接收到天線的微弱信號后，經過低噪聲放大器放大，濾波，下變頻等環節，最終將射頻信號轉化為基帶信號。由于接收到的信號功率水平低，外界環境復雜，所以接收鏈路的靈敏度成為我們最關心的指標。此外，接收鏈路的鏡頻抑制度，增益，相位噪聲，雜散抑制度等指標也很重要。如何保證這些指標成為接收鏈路的設計難點。
無論是發射還是接收鏈路，最重要功能都是完成上下變頻。目前的上下變頻大多是利用模擬混頻器來完成，由于模擬混頻器為非線性電路，在混頻的過程中，都具有變頻損耗，此外還具有本振泄露，互調頻率信號，鏡頻信號等雜散信號所以，選擇指標優良的混頻器，對混頻器的輸入輸出做阻抗匹配；合理配置參與混頻的兩路信號的功率來對混頻電路進行淵整，使其得到最好的性能狀態。此外，選擇合適的濾波器來濾除雜波信號也是確保鏈路雜散的重要手段。

1 設計思路
收發模塊完成信號頻譜的搬移和信號功率的放大。在設計收發通道時，需要根據變頻特點合理選擇混頻器，最大程度的保證帶寬內的雜散抑制度，諧波抑制度等重要的指標。此外，鏈路的增益，輸出信號的功率水平也是考察的重要指標。在選取放大器的時候也要充分考慮。各級電路的匹配和電路板的防電磁十擾也很重要。此外還要考慮放大器的自激和腔體的諧振特性。通道示意如圖1所示。