[发明专利]可重新配置的外差混频器及配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于电磁信号的外差混频器领域。更特别地，本发明涉及用于降低外差混频器输出端的干扰信号的装置。

背景技术

一般而言，外差混频器包括至少一个本地振荡器，用LO表示，用于混频输入信号，用RF表示，以产生所需的中频信号，用IF表示。

混频器中的一个已知问题是产生许多混频分量(mixture products)，也称为互调分量(intermodulation products)。这些干扰信号是频率为+/-mRF+/-nLO的分量，其中{n，m}为自然数。特别地，当振荡器和/或输入信号的频谱非常宽时，该问题加重。在后一种情况下，在混频器的输出端在所需频带内或所需频带附近会发现大量干扰信号。

一种已知的解决方案是在混频器输出端利用适当的滤波装置来消除干扰混频分量。该解决方案具有有效地滤除在所需信号周围的干扰信号的优点，但是存在无法处理在所需频带内或接近所需频带的干扰信号的缺点。

另一种解决方案为选择设计成通过构造来消除特定的干扰信号的外差混频器结构。

在这些设计中，存在简单平衡混频器，其由利用在RF和/或LO和/或IF端分频器和合成器的两个简单混频器连接而成。使用这种混频器能够将所需频带内的干扰射线的数量减半。

图1表示这种简单平衡混频器。该混频器包括第一分频器1，其用于将输入信号RF分频成两个振幅平衡的信号RF1和RF2，RF1和RF2的相位可以不同。第二分频器3用于将信号LO分频成振幅相同、相位可以不同的两个信号LO1、LO2。

两个混频器4、5分别一方面将信号RF1和信号LO1混频成第一所需信号IF1，另一方面将信号RF2和信号LO2混频成第二所需信号IF2。

信号IF1和IF2具有相同的振幅和相同的频谱。一方面根据LO1和LO2的相移、另一方面根据RF1和RF2的相移，信号IF1和信号IF2之间可包含相移。

合成器2用于将信号IF1和IF2合成为所需输出信号IF。通常，根据IF1和IF2的相移值，对IF1和IF2之间的0°相移建立Wilkinson耦合器，对90°相移建立Lange耦合器(常被称为“支线”)，对180°相移建立Marchand耦合器。

通过合成，通过构造信号IF可以利用这样结构的原理来减少特定的干扰射线。通过聚合包含例如180°的相移来简单地消除特定的干扰信号。

可以使用其他更为复杂的结构以通过构造来消除更多射线。例如，其中包括双平衡混频器或三平衡混频器。

图2表示包括信号RF的分频器1的双平衡混频器的示例性结构。分频器1用于获得两个振幅平衡、相位取决于分频器引入的相移而可以有所不同的信号RF1和RF2。

与前面相同，分频器3用于将从本地振荡器获得的信号分频，以获得两个振幅平衡的信号LO1、LO2。四个混频器20、21、22和23用于将信号RF1、RF2与信号LO1和LO2混频，以获得信号IF1和IF2。然后合成器2将信号IF1、IF2合成，以获得输出信号IF。

该解决方案比简单平衡混频器更为复杂，使得可以通过信号LO1和LO2之间的相移和信号RF1和RF2之间的相移以及最终在信号IF1和IF2之间的相移，在输出合成器2中合成时部分消除干扰信号。

该解决方案具有能够根据信号相移通过信号的简单合成来消除所需频带内或接近所需频带的干扰信号的优点。

另一方面，该解决方案存在重要缺点。在实践中，互调分量取决于输入信号，尤其取决于输入信号的频率和所需频带。因此，频率+/-mRF+/-nLO处的干扰射线使得从设计的相位中为分频器和合成器选择适当的相移成为关键。通常，对于给定的应用，即对于给定的输入信号RF，选择各个分频器和合成器元件的相移可以消除绝大多数的难以解决的干扰射线。

因此，一个缺点在于，这种受限于为特定输入信号尤其是根据其频率所设计的结构缺乏灵活性。因此，这种混频器的应用比非专用混频器频繁，除非通过改变组件，这种混频器并未提供充分的模块化以适应新的输入信号或新的应用。

此外，由于必须开发与应用一样多的混频器，因此这种解决方案的设计成本高。

发明内容

本发明提供一种克服上述缺点的方法。

为此目的，本发明可以具有可编程移相器，该可编程移相器或者直接处于外差混频器的分频器中和/或合成器中，或者处于分频器和/或合成器的输入端或输出端。

该方案可以根据应用的类型通过电控制来调整分频与合成信号之间的相移。

有利地，外差混频器包括：