IQ调制器的特性详细讲解分析

　　在前面关于数字调制的文章中分别介绍了 IQ 调制的基本理论及调制解调的数学解析及图解过程（数字调制系列：如何理解 IQ ？、数字调制系列：IQ 基本理论、数字调制系列：IQ 调制及解调简述），阐述了常见的数字调制方式，并解释了为什么经过 IQ 调制器之后带宽会翻倍的原因。本文将着重介绍模拟 IQ 调制器的特性，为后面的 IQ 调制性能验证测试作准备。模拟 IQ 调制器包含 Mixer，在上变频的过程中，势必会产生镜频产物。当输出无频偏信号时，即信号中心频率与调制器的 LO 信号频率相同时，相当于采用的是 Zero-IF 机制，镜频产物与信号本身不可分割，即使通过滤波器也无法滤除镜频。庆幸的是，采用 IQ 调制及解调器，即使存在镜频产物，依然可以恢复出原始的 IQ 信号。这也是为什么模拟 IQ 调制器之后不需要镜频抑制滤波器的原因。由于这种正交架构，IQ 调制器本身是具有一定镜频抑制能力的，但是只有在输出具有一定频偏的信号时，即信号中心频率与 LO 信号频率不同时，才能体现出镜频抑制特性。下面将通过一些特殊的基带 IQ 信号进行解析分析，阐述影响镜频抑制特性的因素，及如何改善镜频抑制特性。

　　1. IQ 信号幅度平衡性对镜频抑制的影响

　　IQ 信号幅度不平衡（即幅度不同），要么是输入至调制器的 I 和 Q 信号的幅度不平衡，要么是调制器具有一定的增益不平衡（即 I 和 Q 两路的增益不同），这些都会影响对镜频的抑制能力。令 i（t）=Acoswbt，q（t）=sinwbt，则经过 IQ 调制输出的射频信号 s（t）为 s（t）=Acoswbt· coswct - sinwbt · sinwct 积化和差得 s（t）=0.5（A+1）cos（wc+wb）t + 0.5（A-1）cos（wc-wb）t 当 A=1 时，射频信号中只有上边带（wc+wb）分量；当 A=-1 时，射频信号中只有下边带（wc-wb）分量；当 A≠±1 时，射频信号中同时包含上边带（wc+wb）和下边带（wc-wb）两个分量。以上通过解析方式介绍了 IQ 调制器的镜频抑制特性，其实通过图解方法也可以清晰简便地进行说明。下面考虑 A=1 的情况，图 1 给出了载波信号的傅里叶变换，这是双边带频谱，基带信号经过 IQ 调制器实现了频谱的搬移，图 2 分别给出了调制器两个支路上的频谱变换情况，最终经过合路器合路后，下边带分量相互抵消，只剩下上边带分量。