上下变频器在毫米波通信系统的应用

应用于通信的毫米波系统通常指的是30-300 GHz，如此高频的信号在传输过程中会造成较大的信号衰减，难以直接进行生成和处理。因此，为了顺畅的信号传输和更好的通信质量，会在毫米波通信系统中使用中频进行信号处理。而上下变频器的主要功能便是将毫米波信号在发送和接受之间的射频信号转换为中频信号，再通过解调器进行信号处理，对毫米波通信链路而言是不可或缺的核心器件。

帮助信息搭载上毫米波或从毫米波上分离，即是上下变频器的核心功能

变频

所谓变频，就是改变信号所处的频段，简单来说：

将低频基带信号转换为高频毫米波信号即为上变频；将接收到的高频毫米波信号转换回低频基带信号即为下变频。

两种变频器的结合使用即可实现信号的频率转换、调制和解调等功能，并使信号能够在高频率下进行传输和接收，同时在低频率下进行处理和解调，从而实现高效的通信链路。

经典的上下变频器主要由本振、混频器与滤波器组成：

本振（Local Oscillator, LO）：能产生稳定的高频信号，作为混频器的参考信号

混频器（Mixer）：负责将输入信号与本振信号进行混频，产生上变频或下变频的信号

滤波器（Converter Filter）：为了消除变频器工作时发生的干扰频谱分量所专门设计的

变频

上下变频器的工作模式可以分为上变频和下变频两个过程：

上变频过程：主要用于发射端，首先基带信号（低频信号）经过混频器，与本振信号进行混频，生成高频调制信号，再通过滤波器去除混频分量，仅保留所需要的高频信号，最后传输给波束形成芯片，进行毫米波的赋形与信号发射。

▲ 携带信息的中频信号IF，被混频器加到本振信号上

下变频过程：主要用于接收段，将接收到的高频毫米波信号首先经过低噪声放大器，放大信号并尽量减少噪声引入。而后，经过混频器与本振信号进行混频，生成中频/低频信号，接着通过滤波器去除混频分量，仅保留所需要的中频/低频信号，供后续的信号处理和解调。

毫米波通信作为新一代移动通信的高频段拓展，提供了更快的传输、更大的容量和更低的时延，通过上下变频器的使用，帮助信息搭上毫米波的快车；能应用于毫米波通信设备、点对点微波无线电、雷达系统等，提升无线电性能，降低毫米波通信的硬件成本，使得系统可以在不同的频段进行工作，增添了更多的灵活性。