接收机测试结果与计算不符，请分析（有电路图）

qgp1983

目的：测试接收机本振端口混入微弱的发射信号，在接收机中频输出端的输出。从本振端口混入的
微弱的发射信号通过混频器泄露到混频器的射频输出口，然后与本振信号进行混频，在中频输出端
将会有假信号输出。
过程：把Ku波段的-50dBm的发射信号和+10dBm的本振信号，两者频率相差几十MHz，经过合路器
加到接收机本振端口， 接收机射频输入口加50欧姆匹配负载。用频谱仪测试中频输出端中频信号的
幅度。
结果：当发射信号的功率升高到-10dBm时，频谱仪才能看到中频信号，幅度大概为-100dBm。也
就是抑制了大概90dB左右。
分析：本振支路对发射信号和本振信号有一定的放大作用。混频器和后面的中放一块总的来说对
中频信号也是放大作用。现在对发射信号起抑制作用的只有混频器本身的射频端口和本振端口隔离度了，
而这个隔离度一般也远小于90dB。不知道为什么在中频输出端的中频信号会那么小？请有经验的大侠
分析一下。谢谢！混频器为镜频抑制混频器，前面为低噪放

fengmo44

看的有点乱啊 我怎么觉得楼主的意思是输入RF信号 看IF信号 这么来确定RF-IF的隔离度?

如果是这样你的理解是错误的 混频器 对于 RF-LO-IF 这三个端口间的隔离度大概都为20dB左右 比如说LO-IF是20dB 那就是输入0dBm的LO信号 你在IF 输出端看LO信号 应该是-20dBm 你是拿IF频率 比RF频率

如果我理解错误了 请楼主指出 我们可以接着讨论下

boming

看明白一些

从本振泄露到射频端口的信号，应该沿着负载向低噪放方向传输。然后由低噪放的输出口反射过来的信号再和本振混频，然后才会在中频输出你测到的信号。我是这样理解的。

你所看到的90dB的抑制应该包括，LO到RF得隔离，然后低噪放输出口的反射系数，再加上混频器的变频损耗，应该混频器是镜像抑制的，还有混频器对发射信号的抑制的两倍。

首先我觉得不能理解从本振泄露到RF端口的信号就会完全的和LO混频到中频

再就是你在射频端口用的是50OHM负载，泄露到射频端口的大部分信号都会被负载吸收掉，反射回来的很少，所以你会测到你所谓的那么大的抑制。如果你把RF口开路，或者如fengmo44说的隔离度是20dB,你就从RF端口输入-30dbm发射信号，我想应该能测到更大的信号。一般混频器的隔离度我记不太清了，datasheet上有，我想一般式可信的。你可以试试，测试出结果再交流。

qgp1983

谢谢楼上的两位。fengmo44你好，我不是想测确定RF-IF的隔离度。接收机在实际使用中会有微弱的发射信号，通过本振端口输入进去。现在担心这个微弱的发射信号会与本振信号混频，输出一定幅度的中频信号。如果中频信号幅度过大的话将会对后面的处理造成干扰。  
    现在从测试结果看这种担心是不必要的，但是想从理论上进行分析请多提供有益的建议，谢谢！

fengmo44

呵呵 不好意思 看的不太仔细 你说微弱的发射信号是从哪里来的? 是你假设的从LO串过来的?
既然你这个信号能混出IF信号 那就是和你接收信号相同或者在镜频的位置吧?
是接收信号的同频的自然没什么好办法 这个可以参考一个同频抑制的帖子
对于镜象频率位置的信号 因为你是说从混频器的LO位置混进来的 这样没有经过镜频抑制滤波器 .....
不过你这个信号和LO信号是在一个位置进入的 它们就不是象混频一个道理了 是交调了 交调产物比较多 而刚好在你IF位置的可能就更小了

此外混频器更为重要的问题是LO-IF的泄露 我遇到的是这样的问题 系统是2次变频 本振信号又很大,大概0dBm LO-IF大概是18到20dB的隔离 这样很大的LO信号泄露到了后级 虽然混频器后面有滤波器但是这个信号相对接收频率的信号还是大很多的 之后这个泄露信号和二本振的高次混出了二中频 这是一般系统中会出现的问题

qgp1983

fengmo44 你好！微弱的发射信号是从频综泄露过来的。和接收信号同频。接收机系统是一次混频，直接到中频。
   今天测了一个混频器模块。发射信号和本振信号加在本振口，射频输入口加50欧姆负载。在中频端测得中频频率等于发射信号功率减去混频器本振和射频口隔离度再减去混频器的变频损耗。不知道这个该怎么解释

qgp1983

boming，假设低噪放的S22为10dB，泄露到混频器射频输入口的发射信号能量，一部分进入低噪放，另一部分被低噪放反射。被低噪放反射的能量仅仅损失了10dB左右，这个信号再和本振信号混频，不知道这样对不对

fengmo44

以下是引用qgp1983在2009-7-16 23:51:53的发言：
boming，假设低噪放的S22为10dB，泄露到混频器射频输入口的发射信号能量，一部分进入低噪放，另一部分被低噪放反射。被低噪放反射的能量仅仅损失了10dB左右，这个信号再和本振信号混频，不知道这样对不对

你是说LO位置的和接收信号同频的信号泄露到RF-IN的位置 从而进入MIXER然后导致的同频干扰?
首先LO那边可能引入的RF信号就不会太大 再加之LO-RF口的隔离度 应该很小了 如果是这样也绝对大于RF-LO的隔离度和变频损耗的和
不知道你是什么系统 要求的这么精细,当时我们好象并没考虑到这个 也没有发现有这样的问题
不是boming老兄你当时有这个问题吗?此外以前我们的MIXER之前是有镜相抑制混频器的 如果有RF信号反向过来再回去估计损耗也很大了
是不是楼主考虑的太多了 我看过一些接收机的文章并没发现有关于这中问题的讨论
也许是我孤陋寡闻吧,有什么问题大家继续讨论!

fengmo44

以下是引用qgp1983在2009-7-16 23:13:57的发言：
                fengmo44 你好！微弱的发射信号是从频综泄露过来的。和接收信号同频。接收机系统是一次混频，直接到中频。
                 今天测了一个混频器模块。发射信号和本振信号加在本振口，射频输入口加50欧姆负载。在中频端测得中频频率等于发射信号功率减去混频器本振和射频口隔离度再减去混频器的变频损耗。不知道这个该怎么解释

终于慢慢看明白点了,那就分点来说吧
1.你LO信号和RF信号的频率差是多少 就是说IF是多少 如果很大 这个干扰的RF信号就并不大 相信你的PLL不会那么差的
(不好意思,才看到相差几十M.那么肯定不会太大的.因此你这个信号我怀疑就是从RF泄露过来,你就不用分析再泄露回去会怎么样了)
2.你下面说了怀疑是这个LO位置的RF信号 泄露到了 RF-IN的端口 这样在LNA的输出反射回来和RF信号一同进入MIXER,但是现在你是在输入端口加了50欧姆的负载了,理论上匹配的已经很好的,所以这种可能也不大了.
3.对于最后你说的::在中频端测得中频频率等于发射信号功率减去混频器本振和射频口隔离度再减去混频器的变频损耗[/COLOR] 如果如此 看起来恰恰证明了你下面的猜测,但是,前提是如果你LNA之后是开路的话.
最后,我也觉得这个也许是个巧合吧,看起来不太科学 呵呵
此外不知道楼主为什么确定LO位置会有RF信号 会有这样的可能 RF-LO是有一定隔离度的 也就是这个信号是RF输入给LO的
如果你再考虑LO的RF再过到RF信号输入 就太复杂了吧? 呵呵 打字都打累了

fengmo44

boming兄,看你的想法了,我不能参与讨论了.今天回北京,火车.现在机票太贵,公司不报.
(顺便对自己的职业道德表示赞赏,现在虽然朝不保夕,但还是在坚守岗位啊)

不知道你当时有做过这么多的验证没,不过我在MIXER位置发现的问题就是个LO泄露,没去验证那么多组合.也没发现什么问题
等我回去再看你的高见吧.

boming

以下是引用qgp1983在2009-7-16 23:51:53的发言：
boming，假设低噪放的S22为10dB，泄露到混频器射频输入口的发射信号能量，一部分进入低噪放，另一部分被低噪放反射。被低噪放反射的能量仅仅损失了10dB左右，这个信号再和本振信号混频，不知道这样对不对

我觉得是这样的，不过只是分析，如果需要你可以验证一下。

我不知道发射信号怎么会串到你的本振信号，这本身就是不对的，如果混频以后没有针对这个信号的处理，那么在接收小信号的时候对系统的影响还是挺大的

我没有碰到过这样的问题，但是我碰到过，由于双工器隔离度的有限性，从发射端直接串到接收端的信号，然后经过LNA，混频到中频。

由于这个问题是考虑在内的，我们设计的发射接收频点错开了一定的带宽，混频以后可以把这个信号处理掉。

qgp1983

谢谢楼上的两位大哥，受累了。
     频综提高发射信号和本振信号。由于不能完全隔离，所以会有极微弱的发射信号泄露到本振端口。当然发射信号也会通过天线进入接收机输入端。
     本振支路上还有一个倍频器。把KU的信号倍到Ka频段，然后再混频。而倍频器芯片推荐的输入功率为+12dBm，现在怀疑做试验的时候，是不是泄露的发射信号功率太小，倍频器对于发射信号没有正常工作呢？
    有人说这两个信号直接在混频器就混了，不会泄露到混频器射频输入口。不知道这样对不对？

yujianenihao

以下是引用qgp1983在2009-7-16 20:25:09的发言：
目的：测试接收机本振端口混入微弱的发射信号，在接收机中频输出端的输出。从本振端口混入的
微弱的发射信号通过混频器泄露到混频器的射频输出口，然后与本振信号进行混频，在中频输出端
将会有假信号输出。
过程：把Ku波段的-50dBm的发射信号和+10dBm的本振信号，两者频率相差几十MHz，经过合路器
加到接收机本振端口， 接收机射频输入口加50欧姆匹配负载。用频谱仪测试中频输出端中频信号的
幅度。
结果：当发射信号的功率升高到-10dBm时，频谱仪才能看到中频信号，幅度大概为-100dBm。也
就是抑制了大概90dB左右。
分析：本振支路对发射信号和本振信号有一定的放大作用。混频器和后面的中放一块总的来说对
中频信号也是放大作用。现在对发射信号起抑制作用的只有混频器本身的射频端口和本振端口隔离度了，
而这个隔离度一般也远小于90dB。不知道为什么在中频输出端的中频信号会那么小？请有经验的大侠
分析一下。谢谢！混频器为镜频抑制混频器，前面为低噪放

以上两位兄弟以及楼主都很有水平!
看不到你电路图，以下基于我猜的你的链路结构和相关S parameter,纯粹是凑数， 但是你其实是可以找几个点测量的，那样就得到实际数据了。
会有两部分原因产生中频功率（我假设两部分原因产生中频的权重一样，各产生-103dBm中频, 实际上要看实际器件特性并且实测，但两部分贡献应该都是存在的）:
1) 就是倍频后发射信号从LO 到 RF泄漏一部分, 然后这部分被LNA 反射回来一部分再与LO混频产生.
当ku发射信号的功率为-10dBm,通过倍频器，滤波器，衰减器，放大器后到达真正mixer的本振端口的功率，因为比较大的我猜的-35dB倍频损耗（小功率输入让倍频器工作于准线性区域，所以倍频损耗大，而10dBm的LO 可能就只有几个dB倍频损耗）可能只有-10（输入功率）-35（倍频损耗）-5（我猜滤波器，衰减器）+10（我猜放大器）=-40dBm, 双平衡混频器LO to RF 泄漏比较好我猜为-60dB, LNA 在你射频端口匹配到50ohm 的S22为-13 dB, 这样回到mixer射频端口的发射信号的功率变为-40-60-13=-113dBm, 你的mixer 的conversion loss 我猜-10dB, 后面中频放大20dB, 这样中频端口输出就为-103dBm.  

2）就是倍频后发射信号在LO端口就直接与LO信号混频或者说交调（怎么说都没关系）产生中频，然后通过LO to IF 耦合过去，-40dBm 和本振混频（因为LO端口的非线性器件仍然会产生交调产物）产生-93dBm中频（猜的），LO to IF 隔离度是-30dB,后面中频放大20dB, 这样中频端口输出也为-103dBm.

以上两部分一加，中频输出-100dBm.

fengmo44

呵呵 看晕了 楼主你的 接收机载实际中出现的问题是什么吧 还是 输入实际的信号和 实际的幅度看看有什么问题吧

像boming老兄说的问题很长见 你这个实在没遇到过 也看的有些乱了

qgp1983

谢谢楼上的几位大哥！事情是这样的，有两个方案，一是已经做的是本振支路先倍频再混频，二是马上要做的直接用镜频抑制谐波混频器。担心频综泄露的微弱发射信号自混频在中频输出口有一定的中频信号输出（系统对这个比较敏感）。我就拿第一个方案的那个接收机去测，结果好得让人吃惊。泄露的发射信号远小于-50dBM，但是测试结果表明当泄露的发射信号达到-10dBM时，中频输出都很小。现在就想用电路理论去分析一下。
    现在最担心的就是第二套方案会不会有第一套一样好的效果？以前也没有用过镜频抑制谐波混频器，不知道具体混频是怎么工作的

fengmo44

PLL 为什么会泄露发射信号呢 这个我一直不太理解 而且我也觉得既然这个位置有RF信号 他和LO信号也不见得是混频 毕竟一个端口进入的 应该是个交调

rfads

没看到电路图

hecfen

1.当收发共用一个本振时，接收本振支路是有可能出现发射信号的。在不考虑空间耦合的情况下，具体的强度应该是可以算出来的。
2.这个信号通过倍频器前后，其与本振的频差是固定的。假设：发射信号是32.2，本振倍频前是16，倍频后，发射信号应该已经被搬到了48.2，当然幅度会变强6db。而32.2这个信号要通过倍频器直接泄露，是会有很大的隔离的，这个隔离度应该可以直接测出来。
3.如果采用谐波混频，这个隔离就不是很好说清楚。
4.关于信号从本振泄漏到射频，然后再进入混频器进行混频，这有个信号流向的问题。我同意boming 的分析。另外就是，如果RF端口有隔离器，计算时，隔离器的隔离度就应该被考虑进来。

zyy1029

很难哦，呵呵[em14]

livanfield

13楼和18楼讲的很好哦，学习了
boming和fengmo44果然是高手啊，貌似凡是有关收发信机的帖子都能看见你们的讨论