如果零中頻接收機(jī)采用普通的單混頻，行不行？

零中頻接收機(jī)，理論上，沒(méi)有鏡像干擾，但是，在實(shí)際使用中，由于各種的不理想性，是有的。

(1)如果零中頻接收機(jī)采用普通的單混頻，行不行？

在超外差接收機(jī)中，射頻信號(hào)與一個(gè)本振信號(hào)進(jìn)行混頻，如果零中頻接收機(jī)也采用類似結(jié)構(gòu)，你覺(jué)得會(huì)咋樣呢？

其實(shí)答案不用說(shuō)，肯定不咋樣，要不然，你看到的零中頻接收機(jī)，就不會(huì)是下面的這個(gè)架構(gòu)了，即采用了正交混頻器。

那為啥不行呢？

實(shí)信號(hào)的頻譜，正頻率處的頻譜和負(fù)頻率處的頻譜之間互相共軛，即X(jw)=conj(X(-jw))。

現(xiàn)在考慮下面三種情況。

情況一：假設(shè)射頻信號(hào)的上下邊帶是完全對(duì)稱的，而且，正頻率處的頻譜和負(fù)頻率處的頻譜只有實(shí)部, 因此正負(fù)頻率處的頻譜也對(duì)稱。從下面頻譜搬移演示可知，輸出頻譜是原來(lái)正頻率的2倍：

情況二：假設(shè)射頻信號(hào)的上下邊帶是完全對(duì)稱的，而且，正頻率處的頻譜和負(fù)頻率處的頻譜只有虛部。那么，輸出頻譜如下圖所示，一疊加，就沒(méi)有了。

情況三：假設(shè)射頻信號(hào)的上下邊帶不是對(duì)稱的，那么輸出頻譜如下圖所示。

從上面三種情況來(lái)看，可以得出這樣一個(gè)結(jié)論，就是如果使用單個(gè)混頻器，想將射頻信號(hào)直接變頻到零中頻的話，對(duì)輸入信號(hào)的頻譜是有要求的，一旦輸入信號(hào)的頻譜不合適，輸出信號(hào)要么就沒(méi)了，要么就信號(hào)質(zhì)量變差。

當(dāng)今大多數(shù)的調(diào)制方式，如QPSK，QAM等，在射頻載波處的上下邊帶的頻譜表現(xiàn)出不對(duì)稱性[1]，即類似情況三，這個(gè)時(shí)候，有用信號(hào)的正頻率和負(fù)頻率互為鏡像干擾[1][2]，如果采用單混頻器的話，會(huì)破壞信號(hào)質(zhì)量。

(2)那怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？

這個(gè)問(wèn)題，可以采用正交混頻的方法來(lái)解決。

上圖是零中頻接收機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

正交混頻器，可以產(chǎn)生一個(gè)只有正頻率的復(fù)信號(hào)，頻譜搬移如下圖演示。

從上圖中可以看出，在理想情況下，IQ兩路完全正交匹配，此時(shí)零中頻接收機(jī)不存在單混頻所看到的鏡像抑制問(wèn)題。

但是，實(shí)際上，總是有不理想性存在，比如I和Q兩個(gè)支路，可能存在幅度和相位不匹配，兩個(gè)本振信號(hào)之間也不是理想正交，此時(shí)正交混頻器在正負(fù)頻率中都有信號(hào)，只不過(guò)另一個(gè)會(huì)低一點(diǎn)，所以零中頻也會(huì)受到鏡像信號(hào)的干擾，如下圖所示。

(3)總結(jié)

因此在理想情況下，零中頻接收機(jī)沒(méi)有鏡像干擾，但是在具體實(shí)現(xiàn)中，I和Q兩路總是會(huì)存在幅度和相位失配，所以有用信號(hào)仍然會(huì)受到鏡像信號(hào)的干擾，導(dǎo)致信號(hào)的質(zhì)量變差。

不過(guò)，在零中頻接收機(jī)這種結(jié)構(gòu)中，鏡像干擾就是有用信號(hào)本身，所以他們具有相同的能量。而在超外差接收機(jī)架構(gòu)中，鏡像干擾源自外界的干擾，所以有時(shí)候干擾的大小，要遠(yuǎn)大于有用信號(hào)本身。從這點(diǎn)來(lái)看，零中頻接收機(jī)對(duì)鏡像抑制的要求沒(méi)有超外差接收機(jī)那么高。

審核編輯：劉清