射(she)頻(pin)係(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)師(shi)通(tong)常(chang)會(hui)利(li)用(yong)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)粗(cu)暴(bao)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)處(chu)理(li)這(zhe)些(xie)影(ying)響(xiang)，比(bi)如(ru)在(zai)敏(min)感(gan)器(qi)件(jian)前(qian)後(hou)插(cha)入(ru)衰(shuai)減(jian)器(qi)或(huo)隔(ge)離(li)放(fang)大(da)器(qi)。眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)，這(zhe)些(xie)方(fang)法(fa)會(hui)降(jiang)低(di)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)信(xin)噪(zao)比(bi)和(he)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)雙(shuang)工(gong)器(qi)一(yi)個(ge)端(duan)口(kou)來(lai)實(shi)現(xian)對(dui)阻(zu)帶(dai)反(fan)射(she)信(xin)號(hao)的(de)吸(xi)收(shou)，但(dan)這(zhe)樣(yang)的(de)過(guo)渡(du)手(shou)段(duan)對(dui)設(she)計(ji)電(dian)路(lu)有(you)較(jiao)大(da)的(de)空(kong)間(jian)需(xu)求(qiu)
，並(bing)且(qie)仍(reng)然(ran)會(hui)因(yin)為(wei)一(yi)些(xie)反(fan)射(she)信(xin)號(hao)造(zao)成(cheng)阻(zu)抗(kang)失(shi)配(pei)。當(dang)然(ran)我(wo)們(men)也(ye)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)差(cha)分(fen)式(shi)濾(lv)波(bo)器(qi)（兩端口進兩端口出，並且在輸入輸出端口上增加90°電橋實現平衡-不平衡轉換）來緩解阻帶反射信號的影響。但是這種技術使得濾波器的帶寬受製於電橋的帶寬

，這使得這種設計不適合寬帶應用。

 

為了消除濾波器阻帶中確實且普遍存在的反射信號
，Mini-Circuits專門開發出了X係列無反射濾波器（已獲專利授權）。此(ci)係(xi)列(lie)濾(lv)波(bo)器(qi)采(cai)用(yong)了(le)全(quan)新(xin)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)架(jia)構(gou)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)完(wan)全(quan)吸(xi)收(shou)或(huo)終(zhong)止(zhi)電(dian)路(lu)內(nei)部(bu)所(suo)有(you)不(bu)希(xi)望(wang)通(tong)過(guo)濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)阻(zu)帶(dai)信(xin)號(hao)，實(shi)現(xian)所(suo)有(you)頻(pin)率(lv)上(shang)的(de)反(fan)射(she)係(xi)數(shu)為(wei)0。

 

 

在zai電dian路lu設she計ji中zhong，對dui於yu傳chuan統tong反fan射she式shi濾lv波bo器qi常chang常chang產chan生sheng的de問wen題ti，無wu反fan射she濾lv波bo器qi特te別bie適shi用yong於yu配pei對dui那na些xie敏min感gan的de非fei線xian性xing器qi件jian。舉ju一yi個ge典dian型xing案an例li，比bi如ru濾lv波bo器qi在zai混hun頻pin器qi輸shu出chu信xin號hao鏈lian路lu上shang的de應ying用yong。混hun頻pin器qi會hui產chan生sheng大da量liang的de無wu用yong混hun頻pin信xin號hao、來(lai)自(zi)本(ben)振(zhen)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)以(yi)及(ji)其(qi)他(ta)無(wu)用(yong)頻(pin)率(lv)信(xin)號(hao)，這(zhe)是(shi)必(bi)須(xu)濾(lv)除(chu)掉(diao)的(de)。然(ran)而(er)，如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)傳(chuan)統(tong)設(she)計(ji)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)，可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)這(zhe)些(xie)信(xin)號(hao)反(fan)射(she)回(hui)混(hun)頻(pin)器(qi)中(zhong)重(zhong)新(xin)轉(zhuan)換(huan)，或(huo)是(shi)與(yu)有(you)用(yong)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)新(xin)的(de)混(hun)頻(pin)，產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)意(yi)想(xiang)不(bu)到(dao)的(de)無(wu)用(yong)信(xin)號(hao)。並(bing)且(qie)很(hen)可(ke)能(neng)這(zhe)些(xie)無(wu)用(yong)信(xin)號(hao)正(zheng)好(hao)處(chu)於(yu)濾(lv)波(bo)器(qi)通(tong)帶(dai)內(nei)而(er)無(wu)法(fa)濾(lv)除(chu)。

 

圖1 由多個濾波器反射而產生的典型互調過量

 

互(hu)調(tiao)抑(yi)製(zhi)一(yi)直(zhi)是(shi)衡(heng)量(liang)混(hun)頻(pin)器(qi)設(she)計(ji)的(de)目(mu)標(biao)之(zhi)一(yi)。基(ji)於(yu)當(dang)前(qian)半(ban)導(dao)體(ti)工(gong)業(ye)的(de)發(fa)達(da)
，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)利(li)用(yong)高(gao)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)的(de)場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)成(cheng)功(gong)實(shi)現(xian)了(le)不(bu)同(tong)水(shui)平(ping)的(de)互(hu)調(tiao)抑(yi)製(zhi)。然(ran)而(er)，即(ji)使(shi)最(zui)好(hao)的(de)混(hun)頻(pin)器(qi)也(ye)會(hui)在(zai)它(ta)的(de)每(mei)個(ge)端(duan)口(kou)產(chan)生(sheng)一(yi)些(xie)互(hu)調(tiao)產(chan)物(wu)，並(bing)且(qie)這(zhe)些(xie)互(hu)調(tiao)產(chan)物(wu)會(hui)成(cheng)為(wei)影(ying)響(xiang)到(dao)周(zhou)邊(bian)射(she)頻(pin)鏈(lian)路(lu)中(zhong)的(de)因(yin)素(su)。當(dang)傳(chuan)統(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)要(yao)濾(lv)除(chu)這(zhe)些(xie)互(hu)調(tiao)產(chan)物(wu)時(shi)，他(ta)們(men)會(hui)被(bei)完(wan)全(quan)反(fan)射(she)回(hui)到(dao)混(hun)頻(pin)器(qi)，並(bing)與(yu)基(ji)波(bo)信(xin)號(hao)重(zhong)新(xin)合(he)成(cheng)而(er)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)假(jia)信(xin)號(hao)。這(zhe)些(xie)假(jia)信(xin)號(hao)會(hui)因(yin)為(wei)可(ke)能(neng)落(luo)在(zai)所(suo)需(xu)的(de)頻(pin)帶(dai)內(nei)而(er)通(tong)過(guo)濾(lv)波(bo)器(qi)輸(shu)出(chu)到(dao)中(zhong)頻(pin)，進(jin)而(er)限(xian)製(zhi)了(le)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)。

 

若濾波器的帶外反射係數最小化
，則反射回去的無用信號會減少
，進而假信號和互調產物會減小，從而改善整個係統的動態範圍。

 

圖2 帶外反射信號減少進而互調產物減少

 

 

以下將組成測試電路對比傳統濾波器和無反射式濾波器分別配對相同混頻器的性能。

 

 

依照圖3所示測試電路，將測試3種不同狀態下從濾波器反射到混頻器輸出的信號頻譜：

狀態1：混頻器輸出端口直接輸出


；

狀態2：混頻器輸出端口加傳統濾波器；

狀態3：混頻器輸出端口加無反射式濾波器。

 

圖3 單輸入信號的中頻信號輸出頻譜測試電路框圖

 

各個狀態的測試結果如圖4~圖6所(suo)示(shi)。相(xiang)較(jiao)於(yu)混(hun)頻(pin)器(qi)直(zhi)接(jie)輸(shu)出(chu)，加(jia)傳(chuan)統(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)能(neng)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)減(jian)小(xiao)反(fan)射(she)信(xin)號(hao)，而(er)無(wu)反(fan)射(she)濾(lv)波(bo)器(qi)則(ze)幾(ji)乎(hu)消(xiao)除(chu)了(le)所(suo)有(you)反(fan)射(she)。從(cong)結(jie)果(guo)圖(tu)中(zhong)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)在(zai)2GHz的頻點上
，使用傳統濾波器的反射信號為-34.55dBm，而無反射式濾波器則為-66.12dBm。兩者相較，反射信號減小了超過30dB。其他頻點上的反射信號也被無反射式濾波器抑製和濾除。

 

圖4 混頻器直接輸出

 

圖5 混頻器加傳統濾波器後的輸出

 

圖6 混頻器加無反射式濾波器後的輸出

 

 

依照圖7所示測試電路，將測試3種不同狀態下從混頻器反射到源端的信號頻譜：

狀態1：輸入信號直接輸入混頻器
；

狀態2：輸入信號經過傳統濾波器後輸入混頻器
；

狀態3：輸入信號經過無反射式濾波器後輸入混頻器。

 

圖7 單輸入信號的輸入頻譜測試電路框圖

     

zaibenxiangceshizhong，shiyongwufansheshilvboqibingmeiyoumingxianditixianchuxitongxingnengdechayi，danwomenrenweizhexiangceshirengranyouzhongyaodeyiyi。zaijinxingbiaochengceliangdeguochengzhong，suiranhunpinqishuruduandefanshexinhaomeiyouchuxianxianzhuxiajianghuoshangsheng，danshijiawufansheshilvboqiyushuruduanbujialvboqidehunpinqishuruduankoufanshetexingquexianshichulejingrendeyizhixing。zheyiweizhewufansheshilvboqideshuchuduanchanshengdeyingxiangjihubuhuizengjiahuojianxiaohunpinqishuruduankoubenshendefanshexinhao。zhegejieguobiaomingshiyongwufansheshilvboqiranghunpinqishuruduankoudexinhaozhuangkuangbiandegengjiarongyiyuce。

 

我們可以在表1中清晰地看到混頻器輸入端不加濾波器和加兩種濾波器的差值。可以看到，無反射式濾波器用在混頻器輸入端時，差值變化較小。

 

 

備注：

MR=輸入信號直接輸入混頻器；

CR=輸入信號經過傳統濾波器後輸入混頻器；

RR=輸入信號經過無反射式濾波器後輸入混頻器。

 

 

圖8 輸入信號直接輸入混頻器的反射效果

 

圖9 輸入信號經過傳統濾波器後輸入混頻器的反射效果

 

 

圖10 輸入信號經過無反射式濾波器後輸入混頻器的反射效果

 

 

測試框圖如圖11所示。其中，RF1信號用於變頻損耗測試，RF2信號用於幹擾RF1和IP3測試。將測試以下3種不同狀態：

狀態1：混頻器輸出端不加濾波器
；

狀態2：混頻器輸出端加傳統濾波器；

狀態3：混頻器輸出端加無反射式濾波器。

 

圖11 變頻損耗測試及IP3測試框圖

 

變頻損耗和輸入IP3的曲線如圖12~圖13所suo示shi
，其qi中zhong黑hei線xian表biao示shi混hun頻pin器qi直zhi接jie輸shu出chu
，紅hong線xian表biao示shi混hun頻pin器qi配pei對dui傳chuan統tong濾lv波bo器qi後hou輸shu出chu，藍lan線xian表biao示shi混hun頻pin器qi配pei對dui無wu反fan射she式shi濾lv波bo器qi後hou輸shu出chu。變bian頻pin損sun耗hao曲qu線xian顯xian示shi
，當dang混hun頻pin器qi與yu傳chuan統tong濾lv波bo器qi配pei對dui時shi，由you於yu傳chuan統tong濾lv波bo器qi反fan射she回hui來lai的de信xin號hao引yin起qi的de性xing能neng變bian化hua
，在zai某mou些xie頻pin點dian上shang變bian頻pin損sun耗hao大da於yu混hun頻pin器qi直zhi接jie輸shu出chu，而er某mou些xie頻pin點dian的de變bian頻pin損sun耗hao小xiao於yu混hun頻pin器qi直zhi接jie輸shu出chu。當dang使shi用yong無wu反fan射she式shi濾lv波bo器qi時shi
，可ke以yi看kan到dao除chu了le無wu反fan射she式shi濾lv波bo器qi本ben身shen損sun耗hao，其qi變bian頻pin損sun耗hao曲qu線xian與yu混hun頻pin器qi直zhi接jie輸shu出chu基ji本ben一yi致zhi。

 

同樣的，在IP3的測試曲線也顯示了混頻器輸出端配對傳統濾波器後導致的不穩定曲線。而使用無反射式濾波器配對混頻器的輸出端則使得IP3性能與混頻器本身的IP3性能保持一致。

 

這兩種試驗結果再次表明，選用吸收式濾波器來配對混頻器可以讓係統性能獲得更加優異的一致性和可預測性。

 

圖12 變頻損耗測試曲線對比圖

 

圖13 IP3測試曲線對比圖

 

   

bijiaohunpinqipeiduichuantonglvboqihewufansheshilvboqidexitongxingneng，keyifaxianwufansheshilvboqijihuxiaochulehunpinqishuchuduandefanshexinhao。ciwai，yuwufansheshilvboqipeiduikeyishidehunpinqideshuruduanfanshexinhaobiandegengrongyiyuce
，qiebianpinsunhaoheIP3指(zhi)標(biao)與(yu)混(hun)頻(pin)器(qi)本(ben)身(shen)直(zhi)接(jie)輸(shu)出(chu)的(de)指(zhi)標(biao)相(xiang)近(jin)，不(bu)會(hui)造(zao)成(cheng)額(e)外(wai)的(de)影(ying)響(xiang)。以(yi)上(shang)的(de)試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)
，如(ru)果(guo)想(xiang)要(yao)混(hun)頻(pin)器(qi)電(dian)路(lu)獲(huo)得(de)更(geng)好(hao)的(de)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)，應(ying)該(gai)使(shi)用(yong)無(wu)反(fan)射(she)式(shi)濾(lv)波(bo)器(qi)來(lai)替(ti)換(huan)現(xian)有(you)傳(chuan)統(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)。