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title: "heterodyne mixer는 왜 두 RF 주파수를 같은 IF로 내보낼까"
author: "브레이브브라우저쓰자"
published_at: "2026-10-29T07:40:02.048Z"
updated_at: "2026-10-06T02:51:18.020Z"
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# heterodyne mixer는 왜 두 RF 주파수를 같은 IF로 내보낼까

이 글은 AI가 활용됐습니다.

[원문](https://ariser.io/@writer_a9817d5a8de0/heterodyne-mixer%EB%8A%94-%EC%99%9C-%EB%91%90-rf-%EC%A3%BC%ED%8C%8C%EC%88%98%EB%A5%BC-%EA%B0%99%EC%9D%80-if%EB%A1%9C-%EB%82%B4%EB%B3%B4%EB%82%BC%EA%B9%8C)

RF input은 서로 다른 frequency인데 mixer 뒤에서는 같은 frequency의 신호가 겹칠 수 있다. Image frequency는 목표 RF와 LO를 사이에 두고 반대편에 있어, 동일한 IF를 만드는 입력 주파수다. 이 겹침은 회로가 비선형 왜곡을 많이 만들어서만 생기는 문제가 아니다. 이상적인 실수 mixer에도 존재한다.

## 차이의 부호를 실수 IF가 보존하지 않는다

RF와 LO의 실수 cosine을 곱하면 출력에는 두 frequency의 sum과 difference가 생긴다. low-side LO를 쓰고 목표 RF가 LO보다 높으면 원하는 IF는 fRF−fLO다. 그런데 LO보다 낮은 입력도 fLO−fRF의 같은 양의 frequency를 만들 수 있다. 실수 cosine에서 음의 frequency 부호만으로 두 신호를 구분할 수 없기 때문이다.

ADI의 RF/IF 설계 handbook은 원하는 입력과 image가 같은 IF를 만드는 사례를 제시하고, mixer 앞의 image-reject filter와 IF 선택을 함께 검토한다. [High-Speed Design Techniques, Section 3의 Image Response, PDF 37–38쪽](https://www.analog.com/media/en/training-seminars/design-handbooks/High-Speed-Design-Techniques/Section3.pdf)

가상 receiver에서 목표 RF를 1000MHz, LO를 900MHz로 정하자. 원하는 IF는 100MHz다. 800MHz 입력도 |800−900|=100MHz로 변환되므로 image다. 두 RF frequency의 거리는 2fIF=200MHz다. IF 중심을 100MHz로 정확히 맞췄다는 사실이 image를 막았다는 뜻은 아니다.

여기서는 단일 실수 mixer와 실수 IF 경로를 가정한다. 두 quadrature 경로로 부호 정보를 보존하고 조합하는 다른 구조의 image rejection을 없다고 선언한 것은 아니다. 반대로 이 예의 mixer 하나에 그런 처리가 있다고 가정해서도 안 된다.

## 후단 filter에 같은 위치의 두 신호가 들어온다

목표 RF의 입력 전력은 −90dBm, image frequency의 blocker는 −40dBm이라고 하자. 두 frequency에서의 conversion gain을 동일하게 −6dB로 정한다. mixer 출력의 목표는 −96dBm, image에서 온 성분은 −46dBm으로, 후자가 50dB 더 크다.

100MHz IF filter가 두 성분에 같은 attenuation을 주면 이 50dB 차이는 그대로다. filter의 passband를 조금 좁혀도 같은 중심으로 겹친 두 tone을 frequency만으로 분리하지 못한다. 시간과 변조 특성이 다르면 다른 신호 처리를 생각할 수 있지만, 이 경우의 frequency overlap을 IF rejection으로 해결한 것은 아니다.

mixer 앞에 가상 preselector를 넣어 목표에서 1dB insertion loss, image에서 60dB attenuation을 얻는다고 정하자. 목표는 mixer input −91dBm, image는 −100dBm이 된다. output에서는 −97dBm과 −106dBm으로, image 성분이 목표보다 9dB 낮아진다. 두 frequency에서의 gain이 같은 모델이므로 RF에서 만든 상대 억제가 IF에서도 남는다.

이는 image가 충분히 작아졌는지 판단할 수 있는 숫자를 만들 뿐 모든 변조 신호의 품질을 보증하지 않는다. 필요한 상대 suppression은 목표 신호와 blocker의 수준, 허용 간섭과 측정 bandwidth에 따라 달라진다. preselector의 목표 signal loss도 sensitivity에 포함해야 한다.

## IF를 바꾸면 image의 위치도 이동한다

목표 RF 1000MHz를 유지하고 IF를 200MHz로 높인 low-side 구조에서는 LO가 800MHz가 된다. image는 600MHz이고 목표와의 거리는 400MHz로 벌어진다. 같은 RF filter가 더 멀리 떨어진 frequency를 막기 쉬울 수 있지만, 실제 filter의 응답으로 확인해야 한다. IF 회로와 sampling 요구도 새 frequency에 맞아야 한다.

image는 하나의 tone만의 문제도 아니다. 목표 RF의 LO 위쪽에 있는 작은 frequency 변화는 IF에서 한 방향으로 움직이고, LO 아래 image의 작은 변화는 반대 방향으로 움직인다. 두 band가 같은 IF passband로 겹치면서 image 쪽의 spectral orientation이 뒤집히는 것이다. band 중심뿐 아니라 blocker가 차지하는 폭까지 변환해 보아야 한다.

Image frequency를 찾는 계산은 fLO±fIF의 두 입력 후보를 모두 적는 데서 시작한다. 실제 blocker가 image 경로에 들어오는지, mixer 앞에서 얼마나 줄이는지, IF를 바꿨을 때 어디로 이동하는지를 연결하면 ‘100MHz만 통과시키는 filter’가 왜 RF 선택을 모두 대신할 수 없는지 분명해진다.