[电源技术资料] IQ混频器为何能抑制镜像频率

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leadway2023 发表于 2025-9-8 09:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
IQ混频器为何能抑制镜像频率
IQ混频器是一种基于正交架构的混频器,通过将输入信号分解为同相(I)和正交(Q)两路信号,并分别进行混频运算,实现复杂信号的调制、解调及镜像频率抑制等功能。因为 IQ 混频器同时产生两路正交(90° 相位差)的中频,利用它们的相位关系在数字域把镜像分量相加抵消、而把有用信号相长叠加,从而“抑制”了镜像频率。
1. 镜像是怎么来的?  
• 任何单路混频器都满足  
  f_IF = |f_RF f_LO|  
  镜像频率 f_IM = f_LO ± f_IF(与 f_RF 对称)  
  → 两个不同的 RF 频率下变频到同一个 IF,无法区分。  
2. IQ 混频器如何“区分”它们?  
• 把同一本振分成cos(ω_LO t)sin(ω_LO t)两路,分别与 RF 信号混频,得到  
  I(t) = A cos[(ω_RF – ω_LO)t + φ]  
  Q(t) = A sin[(ω_RF – ω_LO)t + φ        (有用信号)  
  镜像频率下变频时,由于对称性,它的相位关系与有用信号相反:  
  I_im(t) = A_im cos[(ω_IM – ω_LO)t + φ
  Q_im(t) = A_im sin[(ω_IM – ω_LO)t + φ  (注意负号)  
• 把 IQ 组合成复信号Z = I + jQ,再做 FFT 或复数滤波:
  有用信号 → 正频率分量
  镜像信号 → 负频率分量(相位翻转 180°)
3. 数字域的简单“相消”实现
• 取共轭即可让镜像分量相消:
  Z_corrected = Z conj(Z_mirror)  (实际常用 Hilbert 变换或复数 FIR)  
• 结果:
  有用信号功率相加(+3 dB
  镜像分量功率相消(抑制 ≥3040 dB,取决于幅度/相位平衡)

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