應(yīng)用于通信的毫米波系統(tǒng)通常指的是30-300 GHz，如此高頻的信號(hào)在傳輸過程中會(huì)造成較大的信號(hào)衰減，難以直接進(jìn)行生成和處理。因此，為了順暢的信號(hào)傳輸和更好的通信質(zhì)量，會(huì)在毫米波通信系統(tǒng)中使用中頻進(jìn)行信號(hào)處理。而上下變頻器的主要功能便是將毫米波信號(hào)在發(fā)送和接受之間的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，再通過解調(diào)器進(jìn)行信號(hào)處理，對(duì)毫米波通信鏈路而言是不可或缺的核心器件。

幫助信息搭載上毫米波或從毫米波上分離，即是上下變頻器的核心功能

變頻

所謂變頻，就是改變信號(hào)所處的頻段，簡(jiǎn)單來說：

將低頻基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻毫米波信號(hào)即為上變頻；將接收到的高頻毫米波信號(hào)轉(zhuǎn)換回低頻基帶信號(hào)即為下變頻。

兩種變頻器的結(jié)合使用即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換、調(diào)制和解調(diào)等功能，并使信號(hào)能夠在高頻率下進(jìn)行傳輸和接收，同時(shí)在低頻率下進(jìn)行處理和解調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)高效的通信鏈路。

經(jīng)典的上下變頻器主要由本振、混頻器與濾波器組成：

本振（Local Oscillator, LO）：能產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻信號(hào)，作為混頻器的參考信號(hào)

混頻器（Mixer）：負(fù)責(zé)將輸入信號(hào)與本振信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生上變頻或下變頻的信號(hào)

濾波器（Converter Filter）：為了消除變頻器工作時(shí)發(fā)生的干擾頻譜分量所專門設(shè)計(jì)的

變頻

上下變頻器的工作模式可以分為上變頻和下變頻兩個(gè)過程：

上變頻過程：主要用于發(fā)射端，首先基帶信號(hào)（低頻信號(hào)）經(jīng)過混頻器，與本振信號(hào)進(jìn)行混頻，生成高頻調(diào)制信號(hào)，再通過濾波器去除混頻分量，僅保留所需要的高頻信號(hào)，最后傳輸給波束形成芯片，進(jìn)行毫米波的賦形與信號(hào)發(fā)射。

▲ 攜帶信息的中頻信號(hào)IF，被混頻器加到本振信號(hào)上

下變頻過程：主要用于接收段，將接收到的高頻毫米波信號(hào)首先經(jīng)過低噪聲放大器，放大信號(hào)并盡量減少噪聲引入。而后，經(jīng)過混頻器與本振信號(hào)進(jìn)行混頻，生成中頻/低頻信號(hào)，接著通過濾波器去除混頻分量，僅保留所需要的中頻/低頻信號(hào)，供后續(xù)的信號(hào)處理和解調(diào)。

毫米波通信作為新一代移動(dòng)通信的高頻段拓展，提供了更快的傳輸、更大的容量和更低的時(shí)延，通過上下變頻器的使用，幫助信息搭上毫米波的快車；能應(yīng)用于毫米波通信設(shè)備、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波無線電、雷達(dá)系統(tǒng)等，提升無線電性能，降低毫米波通信的硬件成本，使得系統(tǒng)可以在不同的頻段進(jìn)行工作，增添了更多的靈活性。