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零中频收发机架构解析
资料介绍
一、零中频收发机的基本概念
零中频收发机（Zero-IF Transceiver），也称为直接变频收发机（Direct-Conversion Transceiver），是一种将射频信号直接变频到基带，或是将基带信号直接变频到射频输出的射频收发架构，区别于传统超外差架构的多次变频过程。
在传统超外差接收机中，射频信号首先经过一次变频，得到固定中频信号，再对中频信号进行滤波放大后，二次变频得到基带信号；而零中频架构跳过了中频环节，接收时本振频率等于接收载波频率，混频后直接输出基带信号，发射时则将基带信号直接和载波本振混频得到射频输出信号。这种架构从原理上大幅简化了射频前端结构，是当前软件无线电、5G/6G移动通信、蓝牙WiFi等无线通信设备中应用最广泛的架构之一。
二、零中频架构的工作原理
（一）接收链路工作原理
零中频接收机的接收链路流程非常简洁：
1. 天线接收空间中的射频载波信号，经过带通滤波器筛选出目标频段信号，滤除带外干扰；
2. 低噪声放大器对弱射频信号进行放大，保证信号信噪比，过程中引入的噪声尽可能低；
3. 信号进入正交混频器，与本振信号混频，此时本振的输出频率等于接收射频信号的载波频率；
4. 混频后产生两个分量：差频为0的直流分量，以及和频分量为2倍载波频率；和频分量会被后续低通滤波器滤除，留下的差频分量就是基带I/Q信号；
5. 低通滤波器滤除高频分量和带外干扰，只保留基带信号；
6. 基带放大器将信号调整到合适幅度后送入模数转换器（ADC）采样，得到数字基带信号送入后续数字信号处理单元。
（二）发射链路工作原理
零中频发射机流程与接收相反，核心同样是直接变频：
1. 数字基带单元输出数字I/Q基带信号，经过数模转换器（DAC）转换为模拟I/Q信号；
2. 低通滤波器滤除DAC产生的高频镜像分量；
3. 模拟I/Q信号送入正交混频器，和本振信号混频，本振频率等于目标发射载波频率，混频后直接得到射频载波信号；
4. 射频信号经过功率放大器放大到满足发射功率要求，最后通过带通滤波器滤波后送入天线发射。
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