IQ混频器为何能抑制镜像频率

IQ混频器是一种基于正交架构的混频器，通过将输入信号分解为同相（I）和正交（Q）两路信号，并分别进行混频运算，实现复杂信号的调制、解调及镜像频率抑制等功能。因为 IQ 混频器同时产生两路正交（90° 相位差）的中频，利用它们的相位关系在数字域把镜像分量相加抵消、而把有用信号相长叠加，从而“抑制”了镜像频率。

1. 镜像是怎么来的？  

• 任何单路混频器都满足  

  f_IF = |f_RF – f_LO|  

  镜像频率 f_IM = f_LO ± f_IF（与 f_RF 对称）  

  → 两个不同的 RF 频率下变频到同一个 IF，无法区分。  

2. IQ 混频器如何“区分”它们？  

• 把同一本振分成cos(ω_LO t)和sin(ω_LO t)两路，分别与 RF 信号混频，得到  

  I(t) = A cos[(ω_RF – ω_LO)t + φ]  

  Q(t) = A sin[(ω_RF – ω_LO)t + φ]        （有用信号）  

  镜像频率下变频时，由于对称性，它的相位关系与有用信号相反：  

  I_im(t) = A_im cos[(ω_IM – ω_LO)t + φ_im]

  Q_im(t) = –A_im sin[(ω_IM – ω_LO)t + φ_im]  （注意负号）  

• 把 I、Q 组合成复信号Z = I + jQ，再做 FFT 或复数滤波：

  有用信号 → 正频率分量

  镜像信号 → 负频率分量（相位翻转 180°）

3. 数字域的简单“相消”实现

• 取共轭即可让镜像分量相消：

  Z_corrected = Z – conj(Z_mirror)  （实际常用 Hilbert 变换或复数 FIR）  

• 结果：

  有用信号功率相加（+3 dB）

  镜像分量功率相消（抑制 ≥30–40 dB，取决于幅度/相位平衡）

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