接收机镜像抑制滤波器的设计

关于GPS/BD射频接收机中镜像抑制混频器设计0 引言随着近些年卫星导航产业的迅猛发展，人们对射频接收机前端芯片在面积、功耗、性能、成本等方面都有了更高的要求。

混频器因为在射频前端芯片链路中处于低噪声放大器和中频滤波器之间，它的性能指标对整个射频前端芯片的性能都有着重要的影响[1]，而镜像抑制混频器由于能够抑制镜像信号的干扰，在混频器设计者中很受欢迎。

本文基于传统的Hartely镜像抑制结构, 设计了一款以共射频输入端正交混频结构为核心单元的镜像抑制混频器，能够很好地抑制镜像信号的干扰。

1 Hartely结构原理传统的Hartely镜像抑制结构如图1所示，将正交的本地振荡信号与射频输入信号分别进行下变频，然后对其中一路下变频信号进行滤波和90°移相操作，最后再将两路信号求和来达到消除镜像中频信号的目的[2]。

我们假设射频输入信号为ARFcos(ωRFt)，镜像干扰信号为AIMcos(ωIMt)，本振信号频率为ωLO，中频信号频率为ωIF，那么它们之间的频率关系可以表示为式(1)：经过正交混频与滤波后A1、A2两点的信号可表示为式(3)、式(4)：从式（6）中可以看出镜像中频信号经过求和后被消除[3]。

上述分析仅限于理想情况下，实际中由于输入信号相位和增益失配等原因，仍有一部分镜像信号不能完全被消除，从而降低了镜像抑制能力。

本文设计电路中采用共射频输入端正交混频结构来降低信号相位和增益的失配，从而增强混频器的镜像抑制效果[4]。

2 电路设计2.1 混频器核心单元设计本文设计的共射频输入端正交混频核心单元结构如图2所示。

电路由4部分组成，分别是由R1-R4构成的负载级、由M3-M10构成的开关级、由M1-M2构成的跨导级和由M11-M14构成的尾电流源级；其中跨导级将射频输入电压信号转化为电流信号。

开关级由本振大信号控制其交替通断，从而实现混频功能。

负载级通过负载电。

一种具备高镜像抑制比的带通滤波器设计王海兵【摘要】介绍一种高镜像抑制比的带通滤波器的设计。

在音频领域里所接触的大多为实数滤波器，滤波器的频率点具备对称性的特点，这就对信号处理领域带来很大的麻烦，如AM、FM中频滤波时产生的镜像频率，会对正常的搜台产生很大的干扰。

此设计利用复数滤波器的特点，设计出一种具备高镜像抑制比的带通滤波器，应用于数字调谐收音机解调系统里面。

由于采用的是全集成的复数带通滤波器，节省了传统的外部中频滤波器的成本及空间；实测镜像抑制比达40 dB，大大降低了搜台的误操作，提高了整机系统的信噪比，在信号处理领域有一定的借鉴意义。

%The paper introduces a design of bandpass filter with high image rejection ratio. In the audio field, we contact mostly real filter, this filter have the characteristics of symmetry, which will bring the field of signal processing to a lot of trouble, such as the mirror frequency to produce AM, FM intermediate frequency filtering, will have a lot of interference to the channel search normal, this design uses the characteristics of complex filter, design a rejectio n bandpass filters with high image rejection ratio, it’s used in digital tuning radio demodulation system, due to the use of the fully integrated bandpass filter, saves cost and space outside of the traditional intermediate frequency filter; inhibition ratio of 40 dB image rejection, greatly reduces the error operation channel search, improves the signal-to-noise ratio of the system, has certain reference meanings to the field of signal processing.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】4页(P16-19)【关键词】复数域带通滤波器;抑制镜像;信号处理【作者】王海兵【作者单位】无锡市晶源微电子有限公司，江苏无锡 214028【正文语种】中文【中图分类】TN402在现代电子接收机中，如手机、收音机等，内含的低中频放大器需抑制镜像频率信号[1]。

一种零中频接收机的镜像抑制办法技术领域本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种射频拉远系统零中频镜像消除的方法。

背景技术随着通信领域的信号带宽越来越宽，特别是LTE时代的到来，并且混模制式信号传输的需求增加，零中频方案成为解决大带宽信号传输的一个有效途径。

在零中频的应用过程中发现，由于I路和Q路的相位和幅度不平衡而导致的信号镜像存在，镜像会影响系统的指标。

当主信号关于中心频点对称时，镜像与主信号会重叠在一起，此时会影响信号的EVM；当主信号不关于中心频点对称时，主信号与镜像关于中心频点对称，影响系统的带内杂散，同时会对带内的其他有用信号干扰。

本发明提供了一种零中频的校正方法。

该方法应用简单，通过设备上电自动进行校准，无需人工干预。

特别适合在LTE及其混模制式的信号大带宽信号的传输过程中应用。

附图说明：图1 零中频镜像校正硬件结构图；图2 零中频校正FPGA接收部分实现结构图；图3零中频校正FPGA发送部分实现结构图；发明内容该抑制办法首先要搭建如下的硬件实现框架，如图1所示。

该结构分为：上行滤波器，上行切换开关SW1，上行放大器，上行零中频调制器，上行AD，射频上行本振，FPGA芯片，监控部分，下行DA，下行调制器，下行滤波器，下行放大器，下行射频开关SW2，射频下行本振。

零中频的射频拉远系统包括上行和下行链路，本发明首先需要在正常的信号链路建立之前，FPGA发送一个大带宽的白噪声信号，该信号通过环回到上行接收，接收端应用此信号进行系数计算，并且将此系数写死到FPGA当中，校正正常信号的镜像。

上行切换开关SW1在信号链路正常的情况下是打到1点，在镜像校正的情况下打到2点与下行开关相连。

下行切换开关SW2在信号链路正常的情况下是打到2点，在镜像矫正的情况下打到1点与上行开关相连。

上行滤波器是为了滤除系统有用信号外的其他信号，要求滤波器的抑制性好，波动良好。

上行放大器用来放大射频信号，以便能够将AD前端的信号功率放大，有效的利用AD的位数，使得采样精度更高。

收稿日期：２００６－０３－２３；收到修改稿日期：２００６－０６－０２Ｘ波段镜像抑制混频器设计钱可伟（电子科技大学，四川成都６１００５４）摘要：随着微波通信技术的迅速发展，作为微波接收机主要部件之一的混频器也向小型化，多功能化发展。

利用ＡＤＳ工具辅助设计和调试了一个Ｘ波段镜像抑制混频器。

对常用混频器的结构进行了改进，通过测试结果可以看出，这种改进能实现较高的镜频抑制度和较低的变频损耗，且各端口间的隔离度也较好。

混频器工作频率１０．５ＧＨｚ，中频１ＧＨｚ，混频管采用ＨＳＭＳ－８１０１，基板为Ｒｏｇｅｒｓ５８８０，其介电常数为２．２。

关键词：单平衡混频器；３ｄＢ正交耦合电桥；功分器中图分类号：ＴＮ７４３文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－４９８４（２００７）０１－０１２２－０３Ｘ－ｂａｎｄｉｍａｇｅ－ｒｅｊｅｃｔｍｉｘｅｒｄｅｓｉｇｎＱＩＡＮＫｅ－ｗｅｉ（ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ）１引言随着微波通信技术的迅速发展，微波接收机的小型化，合理化，多功能化日趋成熟。

作为微波接收机主要部件之一的混频器也向小型化，多功能化发展。

混频器不仅需要有频率变换作用，还应有镜像信号抑制等功能。

镜像抑制技术是现代战争中电子对抗技术的一种。

为了有效地进行反干扰，在大型电子设备中几乎都采用了镜像抑制技术，此种技术应用在变频器的设计上已取得了反干扰效果，它使有用的信号能更充分的被利用，最大限度地抑制了镜像干扰信号。

本文用四只二极管制作了镜像抑制混频器，对３ｄＢ正交耦合电桥进行了ＡＤＳ优化设计，保证了输出的幅相平衡。

混频管采用ＨＳＭＳ－８１０１，工作频率为１０．５ＧＨｚ，中频频率为１ＧＨｚ，变频损耗≤１０ｄＢ，镜频抑制度≥２０ｄＢ，信号与中频的隔离度≥３０ｄＢ，信号与本振的隔离度≥２０ｄＢ，所需最佳本振功率６ｄＢｍ。

２镜像抑制混频器的工作原理图１为镜像抑制混频器的工作原理图。

镜频抑制混频器的分析与直接解调短波单边带接收机的设计装调无43 孙忆南 倪彧章一、前言随着通讯设备的小型化，集成化与数字化，传统的多次变频式接收机，由于电路复杂，中频通路难以集成，存在镜频干扰、组合干扰，需要在射频前端添加镜频抑制滤波器，提高了设备成本，难以做到小型化。

而使用零中频接收机，存在本振泄露，动态范围偏小等问题。

两者的折中是低中频接收机，部分解决了上述两种设计的不足。

由于中频很低，所以镜像频率的抑制不能在射频前端完成，一种方案是采用镜频抑制混频器。

本文讨论了一种基于RC 网络分相滤波器的镜频抑制混频器，并分析了其参数的偏差对于镜频抑制比的影响。

然后，使用这种镜频抑制混频器设计制作了一个直接解调型短波单边带接收机。

二、镜频抑制滤波器在信号的变频过程中，镜象干扰是影响电路性能的一个很主要的问题，而要实现镜象抑制，就要求较高频率的中频，使用多次变频，同时对镜频抑制滤波器的要求较高，这样就对电路的集成实现带来了很大的困难。

一种可行的方法，即利用低中频和镜频抑制混频器的方法，在将信号降到低中频的同时，去除镜像干扰信号。

其实现框图如下：图1其中，Vlo 是本振信号，Vin 是射频输入信号，Vout 是去除了镜像干扰信号的低频有用信号。

+90表示移相90度。

数学推导如下：（射频输入信号为用单频信号，对应的镜像信号频率为）0w w +101w w −101201cos[()]cos[()]in V A w w t A w w t =++−（为本振频率，为信号的频率，前一项是有用信号，后一项是镜像干扰信号）0w 1w0111012101210112011310112011cos()11(cos()cos[(2)])(cos()cos[(2)])2211(sin[(2)]sin())(sin[(2)]sin())2211(cos[(2)]cos())(cos[(2)]cos())22Loc V w t V A w t w w t A w t w w t V A w w t w t A w w t w t V A w w t w t A w w t w ==++++−=+−+−+=−++−−+1311cos()out V V V A w t =+=t 从中我们可以看到，如果我们可以保证移相90度的准确性，以及相乘和移相后的输出信号和的幅度是一样的话，那么镜像干扰信号就可以被完全的去掉了。