高中频架构概述

最新集成收发器产品包括AD9371，它是一款300 MHz至6 GHz直接变频收发器，具有两个接收通道和两个发射通道。接收和发射带宽可在8 MHz至100 MHz范围内调整，工作模式可配置为频分双工(FDD)或时分双工(TDD)。该器件采用12 mm2 封装，TDD模式下功耗约为3 W，FDD模式下功耗约为5 W。由于正交纠错(QEC)校准的优势，它实现了75 dB到80 dB的镜像抑制性能。



图5. AD9371直接变频收发器功能框图

集成收发器IC的性能进步开启了新的可能性。AD9371集成了第二混频器、第二IF滤波和放大、可变衰减ADC以及信号链的数字滤波和抽取功能。在该架构中，AD9371（其调谐范围为300 MHz至6 GHz）可调谐到3 GHz和6 GHz之间的频率，直接接收第一IF（参见图6）。其增益为16 dB，NF为19 dB，5.5 GHz时的OIP3为40 dBm，故AD9371是非常理想的IF接收机。




图6. X或Ku波段TRx，AD9371用作中频接收机

集成收发器用作IF接收机，便不再需要像超外差接收机那样担心通过第二混频器的镜像，这可以大大降低第一IF带的滤波需求。不过，为了消除收发器中的二阶效应，仍然需要一定的滤波。第一IF带现在应以两倍的第一IF频率提供滤波以消除此类效应，这比滤除第二镜像和第二LO要容易得多，它可能接近数百MHz。通常，利用低成本的小型LTCC滤波器成品即可满足此类滤波要求。

这种设计还使系统具有很高的灵活性，可针对不同应用而轻松加以重复使用。灵活性的表现之一是IF频率选择。IF选择的一般经验法则是让它比经过前端滤波的目标频谱带宽高1 GHz至2 GHz。例如，若设计师需要4 GHz频谱带宽（17 GHz至21 GHz）经过前端滤波器，则IF可以位于5 GHz频率（比目标带宽4 GHz高1GHz）。这有助于前端实现滤波。如果只需要2 GHz带宽，可以使用3 GHz的IF。此外，AD9371具有软件定义特性，很容易随时改变IF，所以特别适合需要避开阻塞信号的认知无线电应用。AD9371的带宽也可以在8 MHz至100 MHz范围内轻松调整，有利于避免目标信号附近的干扰。

高中频架构的高集成度使得最终的接收机信号链所占空间只有等效超外差架构的50%左右，同时功耗降低30%。另外，高中频架构接收机比超外差架构更为灵活。这种架构是要求小尺寸、高性能的低SWaP市场的福音。