
在射频信号链中,超外差接收机是利用本地产生的振荡波与输入信号混频,将输入信号频率变换为某个预先确定的频率的方法,主要由滤波器、放大器、混频器等射频器件组成,其中混频器在低噪声放大器 (LNA )之后 , 直接处理 LNA 放大后的射频信号。为实现混频功能, 混频器还需要接收来自压控振荡器的本振 (LO)信号 ,其电路完全工作在射频频段。今天我们就来详细说说射频混频器在信号链中的作用。
一、定义
射频混频器是由非线性元件组成的频率转换设备,允许对射频(RF)、中频(IF)和本振(LO)信号进行频率“混合”。射频混频器主要有上变频和下变频。上变频是将两个输入信号(IF和LO)进行组合,从而生成作为射频信号的两个输入输入信号的多个组合(和、差和谐波)的过程。下变频是上变频的反向过程,其中RF和LO这两个输入信号被组合以产生IF信号。
双平衡混频器,2GHz~18GHz,中频范围 DC~600MHz,本振功率10dBm,SMA

二、在信号链中的作用
频率转换是信号链中必不可少的功能。超外差电路需要将信号混频至中频(IF),并从中频混频至射频(RF)。因调制、合成、转换和混频电子设备在实际应用中存在限制,使得直接生成射频信号不切实际或不可取。在某些情况下,如射电天文学,基带与射频之间可能存在多个频率转换阶段。尽管射频信号的直接数字合成和直接数字转换技术的进步推动了微波单片集成电路(MMIC)和射频集成电路(RFIC)的发展,这些集成电路能够直接将射频信号转换/合成至数千兆赫,但工作频率超过数千兆赫的应用仍然经常需要频率转换。此外,直接数字合成器和直接数字转换器的性能局限性,使得这些解决方案无法用于某些特定应用场景。因此在这些应用中,仍需使用基带调制器/解调器和频率转换来满足带宽、信噪比(SNR)、动态范围、噪声或干扰等要求。这就是射频混频器在信号链中存在的必要性。
混频器的频率转换能力是因为混频电路的非线性特性。许多非线性电路都可以用作混频器,但并非所有电路在任何给定应用中都能表现良好。最常见的混频器是由砷化镓(GaAs)晶体管、肖特基二极管、硅场效应晶体管(FET)和互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管制成的。
三平衡混频器, 2 GHz ~ 18 GHz,中频范围 1 GHz ~ 6 GHz,本振功率 +14 dBm,现场可更换,SMA

高性能混频器在设计时利用对称性来创造平衡效应,与非平衡设计相比,这种设计能提供更强的隔离、减少许多互调产物、提高共模信号抑制能力,以及更好的转换效率。因为信号链的工作频段内可能会出现过多的互调产物,会导致足够宽系统的工作带宽或在整个频谱中有多个频段,可能出现隔离不足。
一些混频器需要很大的本振(LO)功率,但高功率本振设计往往会受到限制因为这样会生成额外的噪声,对接收机的信噪比(SNR)/动态范围产生负面影响。根据混频器的转换损耗,可能需要额外的放大来补偿较差的转换损耗性能,或者通过使用转换损耗更低的性能更好的混频器来获得额外的链路预算。混频器本身具有非线性特性,因此可能还需要进行滤波,以防止不必要的混频产物被发送到其他信号链组件。根据所涉及的设计和信号功率的不同,混频器和其他信号链组件之间可能发生反射,这些反射可能发展成驻波或通过混合产生不希望的频率输出。因此,必须对混频器周围的信号链组件进行仔细的设计和分析,以确保其正常工作。