接收机中的射频前端设计技术

第二个带通滤波器也能削弱接收机的其它乱真响应和直接中频提取。此外，还削弱了在射频放大器中产生的噪声，防止噪声到达混频器。

同时，第二个带通滤波器抑制了在射频放大器中产生的第二谐波能量，从而改进了接收机的二阶互调截获点。

在高频范围，该滤波器没有反向响应。主要原因是混频器对于接收机频率的奇数阶谐波几乎没有响应，因此它们可以通过系统。

射频带通滤波器的性质由第一中频和本振信号的注入端共同决定。如果选择低端注入，某些乱真信号可能在射频信号的低端产生。

在高端注入恰恰相反：所有的乱真信号会处于射频信号的高端。在插入损耗和滤波器的选择之间通常应该做权衡，以利于减少第一个带通滤波器的插入损耗，但是在第二个带通滤波器中可能效益不大。

三、影响射频前端性能的因素

1、混频器/本机振荡器性能

第一个混频器的性能对于接收机的性能至关重要。它是一个非线性设备，而且，还要使用本机振荡器系统中最高电平的射频信号。因此，它需要有非常高的互调截获点。

单设备有源混频器价格便宜，但是它们性能最差。一般来说，无源、双均衡混频器的性能最好。它们通常有最高的互调截获点，而且相对其它某些混频器设计来讲，有更好的噪声均衡特性。表1列出了混频器性能参数和受之影响的接收机性质。

表1 混频器性质对接收机性能的影响

三阶互调截获点 二阶互调截获点 噪声均衡 本振与射频隔离 射频与中频隔离 转换损耗

互调失真 1/2中频响应 灵敏度和调幅噪声抑制 天线辐射的本振能量 直接中频提取 灵敏度

有时，在混频器和本机振荡器之间的接口上还有第三个带通滤波器。这个本振滤波器用于削弱宽带噪声和本振频率附近的谐波，而这些谐波会降低混频器的二阶互调截获点。

在接收机内所使用的混频器电路类型都需要仔细权衡。无源混频器比有源混频器有更好的互调失真性能。然而它们不能提供任何转换增益，事实上是有损耗的设备。

有源混频器对本振功率的要求较低，但其噪声性能不如无源混频器。而且，在高温状态下，有源混频器的三阶互调截获点性能会降低。

在混频器中频输入和中频放大器之间通常放置一个双工器网络。这个双工器网络会吸收一些频率，同时让其它频率通过。双工器网络必须是非反射性的，且为本振频率的若干倍。否则，那些频率会被反射回混频器，导致性能降低。

对于接收机临近信道的选择，本机振荡器的单边带相噪性能是很重要的。宽带噪声经常影响接收机的灵敏度。

本振信号是混频器中启动变换的大信号，能够产生自身的谐波。因此，本振信号应该尽可能纯净以防止接收机中的乱真响应。

本机振荡器必须能正常工作，而不受温度和电源电压变化的影响。如果接收机遭受机械震动或碰撞，其输出也应保持稳定。

2、噪声性能

所有的无线电截获都是对系统的信噪比（SNR）的一系列处理。鉴于此，混频器、本机振荡器、带通滤波器和射频放大器产生的噪声应该降至最小。

对于无源、有损耗的器件，例如滤波器或某些混频器，噪声因数由下式给出：
……（1）

其中，F是器件的噪声因数，L是器件的损耗（1/G），T是器件的绝对温度，单位是K。某些双均衡混频器可以有稍高一点的噪声因数。

决定系统的噪声因数的Friis方程是：
……（2）

其中，F是等效的噪声因数，F₁、F₂、F₃是第1、2、3分级的噪声因数，FN是第n分级的增益，G₁、G₂、G₃是第1、2、3分级的增益，G_N-1是第N-1分级的增益。

接收机的整体噪声因数由系统内各分级的噪声性能共同决定。

3、乱真响应

乱真响应是一种不希望出现的响应。在超外差接收机中，这些毛刺在混频器阶段中产生。多数接收机毛刺都是接收机外差的结果，有以下等式：

F_1F = mF_RF ± nF_LO……（3）

其中，F_1F是中频，F_RF是射频，F_LO是本振频率，m和n是整数。