射频经典知识之混频器（RF Mixer）

混频器可称为“变频器”或“频率转换器”。它将输入信号的频率转换成另一个频率。

混频器的原理非常简单，如下图所示。

如您所见，它有两个输入端口，两个信号(大多数情况下具有不同的频率)进来并产生一个输出信号，该输出信号是由两个输入信号相乘产生的。这意味着混频器只是一个将两个输入信号相乘的分量。如果你把两个频率不同的信号相乘，它会产生一个两个频率的复合信号，一个是两个输入频率的和，另一个是两个频率的差。这是物理学定律。)我不知道你的情况。在我们的课程中，我记得我们在高中物理课上学过这个原则。

在大多数实际应用中，混频器的一个输入端口用于RF输入，另一个端口用于本地osciallator，如下图所示。作为相乘(混合)的结果，你会得到一个频率，它的频率比两个输入都低。实际上你会得到两个频率的输出,一个是频率低于两个输入(由两个输入频率的差异),另一个是更高的频率比两个输入(由两个输入频率之和),但在大多数情况下,我们使用低频部分和过滤(删除)频率越高的产品。

根据这个原理，通过改变LO的频率，你可以把输入的RF频率改变成任何你想要的频率(至少在理论上)，这是混频器的主要功能。

现在让我们从数学的角度来考虑混频器的原理。不要惊慌，这只是一个高中数学:)。正如我上面所描述的，混频器所做的就是将两个信号相乘。如果我们假设有两个信号分别用a cos(2 f1 t)和b cos(2 f2 t)表示，这两个正弦函数的乘法会产生另一个具有两个频率分量的正弦函数，如下图所示。

如果你在时域和频域绘制混频器的输入和输出，你会得到如下图。

理想与实际混频器

像任何其他组件，混频器以及，将有一些差距之间的理想行为和实际设备。如果你是混合器的开发/设计人员，你的工作是改进性能，使之接近理想性能;如果你只是组件的用户，你的工作是找出最适合你要求的设备。

稍后我将放置一些图来显示理想混合器和实际混合器之间的差异。我试着找到测量结果很差的混频器，但我没有得到它。会有很多丑陋的设备，但是很难找到这些丑陋设备的详细测量结果-:)

现在让我们来想想，什么样的因素涉及到产生非理想行为的混合器。最常见的因素如下所示，这些都是所有设计师和用户想要摆脱的因素。这里所示的因数是由直接到达其它端口的信号分量产生的，而不需要经过混频器的操作过程。

RF馈通:这是由射频输入信号的分量直接到达中频(输出)端口而不经过混频器的操作块产生的。

LO馈通:这是由LO信号的分量直接到达IF(输出)端口而不经过混频器的操作块产生的。

RF漏损的LO:这是由LO信号不经过混频器的操作块而直接到达RF输入端口所产生的。

当然，这种因素越少，混音效果就越好。

实际混合器还有一个不同于理想情况的方面。这就是输出功率。如图上方混频器的数学模型所示，在理想情况下，混频器的输出功率是两个输入功率(i。e, ab/2)，但实际上输出功率小于理论值。如果你观察射频输入的功率，输出功率(中频功率)往往比射频输入功率低。混频器的射频输入功率和中频输出功率之间的差异称为“转换损耗”。

什么会导致混频器的转换损耗?这主要是因为混频器也有非线性的工作区域，正如我们在放大器中看到的。随着混频器射频输入功率深入非线性工作区域，转换损耗增大。

高通公司申请射频（RF）收发器的隔离降频转换混频器专利，专利技术能使多条承载不同载波的传输线间的干扰影响降低

金融界2024年4月26日消息，据国家知识产权局公告，高通股份有限公司申请一项名为“用于射频（RF）收发器的隔离降频转换混频器“，公开号CN117941265A，申请日期为2022年8月。

专利摘要显示，载波聚合(CA)可导致在用户装备(UE)内的两个或更多个载波上的操作之间的干扰。该干扰可使该载波聚合中涉及的该载波中的一个或多个载波上的信号质量降级，这可被称为使一个或多个载波“灵敏度降低”。一个或多个隔离缓冲器可在降频转换混频器从传输线接收信号的点处耦合在该降频转换混频器处以用于将该传输线与其他传输线隔离。该隔离缓冲器可减少在载波聚合(CA)操作期间承载不同载波的多条传输线之间的干扰的影响。该隔离缓冲器可用于支持5G低于7GHz和5G mmWave无线网络和跨低于7GHz和mmWave频带的载波聚合两者的RF收发器中。

本文源自金融界

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