Frecuencia Imagen en Mezcladores RF: Fórmula, Efectos y Mitigación

En receptores superheterodinos, la frecuencia imagen es una entrada no deseada que produce la misma FI que la señal deseada, causando interferencia.

La Fórmula de Frecuencia Imagen

f_image = f_LO ± f_IF (dependiendo de inyección de alto o bajo lado)

• Inyección de alto lado (f_LO = f_RF + f_IF): f_image = f_RF + 2 × f_IF
• Inyección de bajo lado (f_LO = f_RF - f_IF): f_image = f_RF - 2 × f_IF

Donde:
f_RF = frecuencia de la señal deseada
f_LO = frecuencia del oscilador local
f_IF = frecuencia intermedia

Por Qué Es un Problema

Técnicas de Mitigación

1. FI Alta: Un f_IF más grande aleja la imagen de RF → más fácil filtrar. Compensación: más difícil filtrar la FI, rechazo de imagen en la FI.
2. Filtro Preselector de RF: Filtro de paso de banda de seguimiento en la entrada de la antena. El factor Q es crítico. A menudo LC de 2–4 polos o SAW/BAW.
3. Mezclador Rechazador de Imagen (Hartley/Weaver): LO en cuadratura + RF desplazado en fase → cancelación de imagen en banda base. Usado en arquitecturas de conversión directa / baja FI.
4. Rechazo de Imagen Digital: ADC complejo + calibración DSP (corrección de desajuste de amplitud/fase). Transceptores SDR modernos (ADI, TI, NXP).
5. Doble Conversión: Primera FI alta (p. ej., 70 MHz) para rechazo de imagen; segunda FI baja (455 kHz) para selectividad.

Regla General de Diseño

Rechazo de imagen ≥ 60–80 dB requerido para especificaciones comerciales. Logrado por: filtro RF (20–40 dB) + mezclador rechazador de imagen (30–40 dB) + corrección digital (10–20 dB).

Ejemplo

Radiodifusión FM (88–108 MHz), inyección de alto lado, FI = 10.7 MHz.
Deseado: 100 MHz → LO = 110.7 MHz.
Imagen = 100 + 2×10.7 = 121.4 MHz (fuera de la banda FM—fácil de filtrar).
Si es bajo lado: LO = 89.3 MHz, Imagen = 78.6 MHz (dentro de la banda de TV VHF—más difícil).