下一代的蜂巢式基地台發送器設計，為射頻設計師帶來了極大挑戰。這些無線系統嚴格要求傳輸具有低雜訊層和低互調，及低諧波失真的乾淨訊號，而由於在傳送多載波訊號的同時亦要求更高階調變，因此使得這些系統的設計更具挑戰。設計這些系統時，對混頻器線性性能要求相當高，過去，被動式二極體環形混頻器一直是滿足這些要求的首選方法，而今日，新一代主動混頻器在節省成本、功率和空間方面帶來更多優勢，同時，也解決了一些與高效能傳輸器設計相關的技術問題。
提高傳輸器無寄生動態範圍性能
射頻設計人員的主要目標，是將傳輸器的訊號-雜訊比（SNR）效能達到最高，此要求是在可允許的情況下，盡可能傳輸最高的射頻訊號功率，同時降低雜訊基準。在最大輸出時，射頻訊號功率受到不想要的輸出頻譜元件引入之失真量所覆蓋，因此在實現高SNR及無寄生動態範圍（SFDR）時，能達到最高輸出功率之間的美好平衡。
新一代高性能主動混頻器，即同時具備了高線性度、低雜訊和簡易LO驅動等特點，同時亦沒有、或只有很低的轉換損耗，因此造就了非常經濟及高效能的解決方案。
就確保最佳SFDR效能、並同時達到最大輸出功率而言，選擇合適的混頻器工作點相當重要。(圖一)顯示了最低雜訊指數11.9dB是發生在LO（本地振盪器）功率為 0dBm 時，在此LO功率時，LT5521的IIP3（24.1dBm）和轉換增益（—0.5dB）也接近各自的最大值，參見(圖二)，如此，所有三個參數便一起擴大了動態範圍。
已知IIP3和雜訊指數，混頻器電路的SFDR可以下列公式計算：
WCDMA或TD-SCDMA類型的訊號而言，BW為3.84MHz。在1.95GHz、0dBm LO時，將IIP3＝24.1dBm和NF＝11.9dB代入
根據此工作參數，得到下列電路無寄生動態範圍
讓輸出取得更多訊號
如果以最大化無失真輸出訊號為目標，那麼較高的轉換增益是有利的，如此便無需額外的增益級，而能使輸出中具備更高的訊號成份。例如，主動混頻器的轉換損耗僅為0.5dB，與一般具備更高6至10dB損耗的被動混頻器相比，淨訊號提升為6至8dB，因此在傳輸混頻器之後所需的放大量較少。
控制LO漏洩
主動混頻器的另一項重要優點，是既有的低LO驅動和卓越的LO抑制。這種新一代高線性主動混頻器僅需要0dBm（或更低）的訊號來驅動其LO埠，相較之下，IIP3類似的被動混頻器至少需要+17dBm的LO訊號，在PC板上有這麼強的LO 訊號確實是個缺點。
PC板上一個+17dBm的高功率訊號，本身就可能是一個不想要的強輻射源。在1至 2GHz頻率上，小PC板的寄生成分能藕合足夠的LO訊號，進而影響系統中的其他敏感電路－也許需要射頻遮罩，但設計一個有效的射頻抑制遮罩，可能需要對PC板進行反覆修改才能達到完美效果，並且可能延長專案的開發週期。
相較之下，主動混頻器更低的LO水準，大幅簡化了LO驅動器電路，透過去除一或兩級功率放大器，減少了許多外部元件，因此大量節省成本和空間。此外，沒有附加的LO驅動電路，功耗就低得多；低驅動功率也減輕了輻射和漏洩問題，進一步降低了成本。
主動混頻器對LO功率變化並不那麼敏感，就被動混頻器而言，2至3dB的LO功率變化將大幅降低其線性性能，設計一個大功率LO源，同時保持嚴格的LO功率容限是困難的，尤其是在大量生產環境中更是如此。主動混頻器能在不降低性能的前提下，達到較寬的LO功率範圍，其低LO功率還能使設計工作變得簡易。
較佳的射頻隔離簡化濾波
主動混頻器的埠對埠隔離，有助於大幅降低傳輸器輸出的LO漏洩。典型被動混頻器具有大約30dB的隔離度，但是在LO訊號為+17dBm時，輸出的LO洩漏範圍將為—13dBm，這麼高的漏洩是很難接受的，其需要大量的濾波來抑制。要控制LO漏洩，可能需要多級濾波，傳輸器的頻率分配計畫也可能受到影響，根據頻率偏移的差異而稍有不同，兩級SAW濾波器實現大約40dB的衰減。主動混頻器的優點在於其低LO驅動功率，加上超過40dB的LO隔離，其於射頻輸出端產生大約—40至—45dBm的LO漏洩，這比被動混頻器低30dB，大幅降低了濾波要求，如果不藉由主動混頻器，其濾波要求是很高的。
濾波級較少不僅可節省成本，並可提升訊號品質，這是因為急轉的滾降濾波器具備相當可觀的頻帶內漣波。當串級時，每級濾波器的漣波幅度可能增大到超過設計限制的程度，使已調變波形產生失真，此外，每級濾波器都具有相當可觀的插入損耗，因此，主動混頻器對於寬鬆輸出濾波器的要求，大幅降低了解決方案成本，提高了訊號品質，並在傳輸器輸出端具備更高的訊號位準。
結論
新一代主動混頻器具備較寬的無寄生動態範圍，在高效能傳輸器訊號鏈上具有乾淨的輸出頻譜。本文即討論了幾種在設計高效能蜂巢式基地台傳輸器時，需考慮的關鍵因素。
（作者為Linear高頻產品事業群產品行銷經理）
| 《圖二 在最佳LO功率位準上選擇最高線性度（IIP3）和轉換增益》 |
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| 《圖三 測得的四通道WCDMA已調變訊號波形的輸出頻譜，為相鄰通道功率比和相間通道功率比等效能達成非常高的餘裕》 |
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| 《圖四 作為射頻輸入功率的函數，LT5521的二階和三階互調失真量較低》 |
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