GPS/BD射频接收机镜像抑制混频器设计

"该文介绍了一种用于GPS和BD射频接收机的镜像抑制混频器设计，采用TSMC 0.18微米CMOS工艺，旨在解决镜像干扰信号难以消除的问题。设计中结合了传统的Hartley镜像抑制结构，通过共射频输入端的正交混频和无源多相滤波器（PPH），有效抑制镜像信号。此外，设计了加和电路来补偿PPH造成的电路损耗，提高性能。仿真结果显示，无论是在GPS L1频段还是北斗B1频段，混频器的中频输出均为4MHz，IRR为47.8dB，转换增益为24dB，输入1dB压缩点为-23.4dBm，单边带噪声系数为14.9dB。" 本文主要探讨了无线射频设计领域的一个关键问题——如何在GPS和北斗导航系统(BD)的射频接收机中有效地抑制镜像干扰信号。设计团队提出并实现了一款高性能的镜像抑制混频器，采用先进的TSMC 0.18微米互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺，以提升整体系统的性能。 设计的核心在于改进了传统的Hartley镜像抑制结构。在混频器中，他们采用了共射频输入端的正交混频架构，这种设计能够将输入信号分解为两个相互正交的分量，从而在混频过程中降低镜像信号的影响。同时，通过集成无源多相滤波器(PPH)，可以进一步滤除不需要的频率成分，增强镜像抑制效果。PPH是一种有效的滤波技术，能够在不引入过多额外功耗的情况下提供宽频带和陡峭的滚降特性。 为了优化电路性能，设计团队还在PPH的后级添加了加和电路。这个电路的主要作用是补偿前级PPH可能导致的信号损失，确保整体电路的增益保持在较高水平，从而提高了混频器的线性度和转换效率。 仿真结果验证了设计的有效性。无论是在GPS L1频段（1575.42 MHz）还是北斗B1频段（1561.098 MHz至1580.026 MHz），该混频器都能将输入的射频信号转换为4MHz的中频信号，且镜像抑制比IRR达到了47.8dB，这表明镜像信号被显著压制。转换增益为24dB，意味着输入信号经过混频器后，其功率增强了24dB。此外，输入1dB压缩点为-23.4dBm，表明在该点之前，混频器的增益基本保持线性，而单边带噪声系数为14.9dB，意味着在考虑噪声因素时，混频器的性能依然出色。 这款镜像抑制混频器的设计为GPS和BD射频接收机提供了高效、低噪声的解决方案，对于减少镜像干扰和提升接收机的灵敏度具有重要意义。其创新性的结构和电路优化策略为无线射频领域的其他设计提供了参考，有助于推动未来射频接收机的性能提升。