无源收发混频器IC中的宽带LO噪声

发送器：

MAX2039使用了一个无源场效应管混频器，具有与MAX9994相同的LO缓冲器。IC可以用作上变频器和下边频器，两种情况下的变换损耗(Lc)均为7.0dB。下变频和上变频时，IP3分别为34.5dBm和33.5dBm。用作上变频器时，“接收器”部分提到的LO噪声参数同时也决定了RF端的宽带输出噪声底。如果这个结论成立，下变频器中本振缓冲放大器噪声(L)与输入RF阻塞电平的相互混频应该与IF信号和RF发射端口噪声(L)的相互混频相同。MAX9994和MAX2039使用相同的无源混频器和缓冲放大器，如果能测量到MAX9994中的L，那么就可以使用同一个L推导MAX2039的宽带发射噪声。我们的目标是用接收器测量确定的L推算发射噪声，并通过测量对其进行校验。

特性曲线中的区域3存在阻塞电平，假如Prf = 5dBm, 那么IF放大器增益未被压缩。MAX9994中无源混频器输出端的噪声底比IF放大器的输入噪声(2.5 - 174dBm/Hz)要高(Pin - Lc + L = 5 - 7 + 160 = -158-dBm/Hz)。这个噪声仅由IF放大器放大，并出现在MAX9994的输出端。因而，MAX9994中无源混频器的LO噪声测量不会受IF放大器的干扰。

根据LO噪声、接收模式下无源混频器的L = 160dBc/Hz，以及混频器的变换损耗Lc，可以推出发送状态下的以下结论：一个10dBm的输入IF信号，会在输出端产生3.0dBm、噪声底为3 - 160 = -157dBm/Hz的 RF信号。当这个外部RF噪声底被器件放大22.0-dB后，可以得到Nout = -135dBm/Hz。可以通过图6所示装置验证这一结论。因此，可以用一个参数L (dBc/Hz)，测定发射噪声底，该参数在阻塞噪声测量中的推导方法请参考文献[4]。

图6：测量上变换器RF输出噪声的实验装置。

结论

本文介绍了LO噪声对基站收发混频器的影响。着重讨论了由多级缓冲放大器驱动的场效应管、二极管和混频器的SNR测量方法。

阻塞情况下，下变频接收器的SNR衰减；

上变频混频器中，RF输出噪声底的确定。

文章给出了基站中无源混频器IC的本振噪声L(单位dBc/Hz)定义，利用它可以评估噪声对收发器性能的影响。