C波段微波收发前端宽带集成电路设计与仿真(3)
振 混 频上变频至所需载波频率 ， 滤除 混 频过程中出现的杂波 ， 然后经过功率放大器放
大到足够的功率水平通过天线发射出去 。 在发射机的设计过程中 ， 发射机的发射信号
功率 ， 增益平坦度 ， 增益稳定度 ， 线性度 ， 杂散和相位噪声等都是发射机的 重 要指标 。
上变频技术是发射机前端电路设计的难点。
中频信号的上变频目前大多是利用模拟 混 频器来完成 ， 但是在 混 频过程中会带来
变频损耗 、 本振泄露 、 互调频率信号和镜像频率信号等许多杂散信号 ， 如何抑制这些
杂散成了 混 频的难点 。 通常采用的方法是 ： 选择 混 频效果好的 混 频器 ； 对 混 频的输入 、
输出口做阻抗匹配；合理配置参与 混 频的两路信号的功 率， 尤其是本振功率的配置 ；
最有效的方法是通过理论分析计算出杂散的位置 ， 合理的选择设计方案 ， 选择合适的
滤波器来抑制杂散信号 。 本振频率源的设计也是上变频设计的关键 ， 本振源信号的纯
度将直接影响到射频输出信号的纯度。
2 2 2 2 ． ． ． ． 3 3 3 3 接收机示意图 接收机示意图 接收机示意图 接收机示意图它首先通过天线接收微弱的信号 ， 通过低噪声放大器的放大 、 滤波 、 下变频 、 解调等
环节 ， 将微波射频信号转换 成 基带信号提供给基带处理电路 。 由于接收机要从复杂的
信号环境中选取有用的微弱信号 ， 所以接收机的灵敏度和选择性是我们设计过程中关
心的指标 。 影响接收机灵敏度的主要有接收机的噪声系数 ， 镜频抑制度 ， 增益 ， 相位
噪声 ， 杂散抑制度等指标 。 除 下 变频技术以外 ， 低噪声放大器的设计 、 噪声系数的设
计是 整 个接收机前端电路设计的 重 点 。 因为整个接收机的噪声系数是由前两级电路的
噪声系数和增益决定的。
2 2 2 2 ． ． ． ． 4 4 4 4 收发前端整体框图 收发前端整体框图 收发前端整体框图 收发前端整体框图2 2 2 2 ． ． ． ． 4 4 4 4 超外差式接收机 超外差式接收机 超外差式接收机 超外差式接收机
2.4.1 基本结构方案
超外差接收方案，技术比较成熟，从早期的无线电通信阶段就开始流行起来 。 接
收机的增益分布射频 、 中频 、 基带 ， 系统比较稳定可靠 。 通过合理地选择中频频率和
滤波器 ， 可以获得很好的选择性和灵敏度 。 在图 2-1 给出了起外差接收机的结构框图 ，
其中关键部件是下变频器。下变频器将信号频率 RF ω 和本振频率 LO ω 混频后得到频率
固定的中频信号 LO RF IF ω ω ω − = 从而实现频率的搬移。图 2-1 超外差接收机基本结构方框图
在图 2-l 中，天线接收下来的信号进入预选频滤波器 (BPF1) ， BPF1 用于衰减带
外信号和镜像干扰，通过 LNA 的低噪声放大后，下变频得到中频，利用中频滤波器
(BPF2) 进行信道选择，中频经过放大后送往信号处理单元进行解调采样。
采用超外差接收机方案 ， 接收通道的总增益分配到了射频 、 中频和基带三个频段
上 ， 这样就保证了每个频段上增益可以保持在适当的水平 ， 使各级电路稳定可靠地工
作 。 另外 ， 在中频上完成高增益的放大比在射频上完成高增益放大要容易和稳定得多 ，
成本也低得多。
超外差接收机的最大的缺点是组合干扰频率多。这是因为变频器是非线性器件 ，
它将射频信号和本振信号 ， 以及混入的干扰信号 （ 通过非线性特性中的某一次高次方
项产生组合频率 ， 若它们落在中频频带内 ， 就会干扰有用信号 。 通常把这些组合频率
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