開，使電路在多種頻段間切換，同時通過調(diào)節(jié)可調(diào) 元件，特別是在負載電感上并入了可調(diào)電容器件，通過調(diào)節(jié)電容進而調(diào)節(jié)其諧振頻率，實現(xiàn) 在頻段內(nèi)性能的微調(diào)。
[0043] 進一步地，所述的可調(diào)電容網(wǎng)絡(luò)是包括電感和Z月電容可變電容 %、％、％、％、R廣K以及作為開關(guān)管的/?和/?一起構(gòu)成開關(guān)選頻調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)；其 中，電容心開關(guān)管的/?的漏極源級、電容G依次串聯(lián)后并聯(lián)在電感A兩端；可變電容 并聯(lián)在電感兩端，可變電容I,串聯(lián)后并聯(lián)在電感兩端；對稱的，電容G、開關(guān)管 的/?的漏極源級、電容G依次串聯(lián)后并聯(lián)在電感A兩端；可變電容％并聯(lián)在電感Z,兩 端，可變電容％、％串聯(lián)后并聯(lián)在電感A兩端；控制電壓b控制開關(guān)管的/?和/?的 通斷，進而控制電容G、G、G、G，是否接入或從混頻器電路中斷開，從而控制混頻器在相對 較高和較低的頻段之間切換；電感A和可變電容％、％、％、％、化廣％-起構(gòu) 成開關(guān)選頻可調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié)電容值調(diào)節(jié)諧振點，從而實現(xiàn)頻帶內(nèi)微調(diào)。
[0044] 進一步地，所述的通過調(diào)節(jié)外加的控制電壓以及調(diào)節(jié)可變元件包括利用可調(diào)電阻 作為負載，從而根據(jù)需要平衡可變增益與噪聲系數(shù)，同時優(yōu)化增益平坦度。
[0045] 進一步地，所述的利用可調(diào)電阻作為負載是在中頻輸出端口匕月接地之間設(shè)置 可調(diào)電阻作為負載，直接通過連續(xù)可變電阻進行調(diào)諧，增加了調(diào)諧的連續(xù)性。
[0046] 本發(fā)明的優(yōu)點在于： 本發(fā)明的多頻段可重構(gòu)混頻方法及混頻器提出在折疊式混頻器的基礎(chǔ)上，加入開關(guān)選 頻可調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié)外加的控制電壓以及調(diào)節(jié)可變元件，使電路工作在多頻段同時達 到性能最優(yōu)化。具有以下特點： 1、負載電感上并聯(lián)了可控的可變電容，增加了混頻器頻段的調(diào)節(jié)范圍。
[0047] 2、連續(xù)可變電阻（60)，原來此位置的電阻，是一個開關(guān)器件控制一個固定阻值電 阻是否接入電路，與另一個固定電阻形成兩種阻值。改為連續(xù)可調(diào)電阻后，減少了元件數(shù) 量，增加了調(diào)諧的連續(xù)性。
[0048]與原有多頻段的寬帶混頻器相比較，在綜合考慮線性度，可變增益平坦度，復(fù)雜度 以及功耗等方面都有較大改善的提高，能使混頻器線性度，增益噪聲系數(shù)等指標在兩個頻 段內(nèi)同時達到最優(yōu)。
[0049] 為了證明本發(fā)明電路的可行性，我們利用仿真工具Cadence-SpectreRF進行仿 真。
[0050] 電路工作電壓為1. 2V，核心電路功耗小于9mW，整個電路功耗小于15mW。
[0051] 電路的仿真在兩頻段內(nèi)變頻增益如圖2所示；電路的仿真在兩頻段內(nèi)噪聲系數(shù)如 圖3所示；電路的仿真在3. 4-3. 6GHz頻段內(nèi)ldB壓縮點與3階交調(diào)點分別如圖4,圖5所 示；電路仿真在4. 2-4. 8GHz頻段內(nèi)ldB壓縮點與3階交調(diào)點如圖6,圖7所示。
[0052] 在3. 4-3. 6GHz頻段內(nèi)，ldB壓縮點為-3. 9dB，3階交調(diào)點為5. 13dB。變頻增益為 6. 86-6. 88 (dB)，帶內(nèi)波動小于0. 05dB，噪聲系數(shù)小于15dB。
[0053] 在4. 2-4. 8GHz頻段內(nèi)，ldB壓縮點為-4. 78dB，3階交調(diào)點為3. 79dB。變頻增益 為6. 53-6. 97 (dB)，帶內(nèi)波動小于0. 5dB，噪聲系數(shù)小于13dB。
[0054] 同其它已經(jīng)發(fā)表的結(jié)果相比，本發(fā)明的性能列表如下。
[0055] 表1與已發(fā)表混頻器的性能比較
通過和對比例進行比較，我們發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的多頻段混頻器結(jié)構(gòu)的性能新穎性如下：本 設(shè)計通過控制電壓在3. 4-3. 6GHz和4. 2-4. 8GHz兩頻段之間切換，避免了不必要的頻段，降 低實際的工作帶寬，設(shè)計難度減小。并且兩不同頻段能夠分別進行優(yōu)化，與對比例相比，避 免了寬帶混頻器帶寬過大對設(shè)計所帶來的種種不利影響。與對比例1相比，本設(shè)計增益平 坦度明顯改善，線性度也有較大提升。由于增加了額外的電容與開關(guān)管，噪聲系數(shù)方面略有 下降，但是工作電壓與功耗相接近，并沒有其他額外的開銷。與對比例2相比，本設(shè)計變頻 增益略高，增益平坦度近似，而在功耗與噪聲系數(shù)方面有明顯的優(yōu)勢。
【主權(quán)項】
1. 一種多頻段可重構(gòu)混頻方法，根據(jù)混頻器在接收機中的位置，混頻器最主要的性能 指標為線性度，同時需要一定的變頻增益與較好的噪聲系數(shù)減少前級低噪聲放大器的壓 力，以及可重構(gòu)工作于多個不同頻段時，對其頻帶內(nèi)和頻帶間的增益平坦度也有相應(yīng)的要 求的原則；其特征在于：在折疊式混頻器的基礎(chǔ)上，加入開關(guān)選頻可調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié)外 加的控制電壓以及調(diào)節(jié)可變元件，使電路工作在多頻段同時達到性能最優(yōu)化。2. 如權(quán)利要求1所述的多頻段可重構(gòu)混頻方法，其特征在于：所述的加入開關(guān)選頻可 調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)是在混頻器中加入可調(diào)電容網(wǎng)絡(luò)，通過將可調(diào)電容從混頻器電路中接入或斷開， 使電路在多種頻段間切換，同時通過調(diào)節(jié)可調(diào)元件，特別是在負載電感上并入了可調(diào)電容 器件，通過調(diào)節(jié)電容進而調(diào)節(jié)其諧振頻率，實現(xiàn)在頻段內(nèi)性能的微調(diào)。3. 如權(quán)利要求2所述的多頻段可重構(gòu)混頻方法，其特征在于：所述的可調(diào)電容網(wǎng)絡(luò)是 包括電感和Z月電容心G、G、Q，可變電容％、％、％、⑷、以及作為開關(guān) 管的/?和/?一起構(gòu)成開關(guān)選頻調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)；其中，電容G、開關(guān)管的/?的漏極源級、電容G 依次串聯(lián)后并聯(lián)在電感兩端；可變電容并聯(lián)在電感兩端，可變電容串聯(lián)后 并聯(lián)在電感A兩端；對稱的，電容G、開關(guān)管的/?的漏極源級、電容G依次串聯(lián)后并聯(lián)在 電感A兩端；可變電容％并聯(lián)在電感A兩端，可變電容％、化串聯(lián)后并聯(lián)在電感A兩 端；控制電壓U空制開關(guān)管的/?和/?的通斷，進而控制電容是否接入或從 混頻器電路中斷開，從而控制混頻器在相對較高和較低的頻段之間切換；電感和Z月可 變電容％、仏、％、％、R廣一起構(gòu)成開關(guān)選頻可調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié)電容值調(diào)節(jié)諧 振點，從而實現(xiàn)頻帶內(nèi)微調(diào)。4. 如權(quán)利要求1所述的多頻段可重構(gòu)混頻方法，其特征在于：所述的通過調(diào)節(jié)外加的 控制電壓以及調(diào)節(jié)可變元件包括利用可調(diào)電阻作為負載，從而根據(jù)需要平衡可變增益與噪 聲系數(shù)，同時優(yōu)化增益平坦度。5. 如權(quán)利要求4所述的多頻段可重構(gòu)混頻方法，其特征在于：所述的利用可調(diào)電阻作 為負載是在中頻輸出端口 與接地之間設(shè)置可調(diào)電阻作為負載，直接通過連續(xù)可變電阻 進行調(diào)諧，增加了調(diào)諧的連續(xù)性。6. -種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述多頻段可重構(gòu)混頻方法的混頻器，為折疊式混頻器，在混 頻器中包括開關(guān)選頻可調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)，并通過調(diào)節(jié)外加的控制電壓以及調(diào)節(jié)可變元件，使電路 工作在多頻段同時達到性能最優(yōu)化。7. 如權(quán)利要求6所述的混頻器，其特征在于：所述的開關(guān)選頻可調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)包括電感 和電容心心心G，可變電容％、化、％、％、R廣以及作為開關(guān)管的/?和 /?，由電感和電容心心心Q，可變電容％、化、％、％、R廣I,以及作為開 關(guān)管的/?和/?一起構(gòu)成開關(guān)選頻調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)；其中，電容〇、開關(guān)管的/?的漏極源級、電 容G依次串聯(lián)后并聯(lián)在電感A兩端；可變電容化并聯(lián)在電感A兩端，可變電容％、％ 串聯(lián)后并聯(lián)在電感A兩端；對稱的，電容G、開關(guān)管的/?的漏極源級、電容G依次串聯(lián)后 并聯(lián)在電感兩端；可變電容％并聯(lián)在電感Z,兩端，可變電容％、化串聯(lián)后并聯(lián)在電感 A兩端；控制電壓U空制開關(guān)管的/?和/?的通斷，進而控制電容是否接入 或從混頻器電路中斷開，從而控制混頻器在相對較高和較低的頻段之間切換；電感和4 與可變電容％、％、％、％、％廣一起構(gòu)成開關(guān)選頻可調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié)電容值調(diào) 節(jié)諧振點，從而實現(xiàn)頻帶內(nèi)微調(diào)。8. 如權(quán)利要求7所述的混頻器，其特征在于：所述的匕為選頻電壓，匕控制混頻器在 兩個相對較高和較低的頻段之間切換。9. 如權(quán)利要求6所述的混頻器，其特征在于：所述的可變元件包括以可調(diào)電阻作為負 載，可調(diào)電阻根據(jù)需要平衡可變增益與噪聲系數(shù)調(diào)節(jié)負載，同時優(yōu)化增益平坦度。10. 如權(quán)利要求9所述的混頻器，其特征在于：所述的可調(diào)電阻作為負載是在中頻輸出 端口 接地之間設(shè)置可調(diào)電阻作為負載，直接通過連續(xù)可變電阻進行調(diào)諧，增加了調(diào)諧 的連續(xù)性。
【專利摘要】一種多頻段可重構(gòu)混頻方法及混頻器，混頻器最主要的性能指標為線性度，同時需要一定的變頻增益與較好的噪聲系數(shù)減少前級低噪聲放大器的壓力，以及可重構(gòu)工作于多個不同頻段時，對其頻帶內(nèi)和頻帶間的增益平坦度也有相應(yīng)的要求的原則；在折疊式混頻器的基礎(chǔ)上，加入開關(guān)選頻可調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié)外加的控制電壓以及調(diào)節(jié)可變元件，使電路工作在多頻段同時達到性能最優(yōu)化。混頻器在負載電感上并聯(lián)了可控的可變電容，增加了混頻器頻段的調(diào)節(jié)范圍；連續(xù)可變電阻（60），原來此位置的電阻，是一個開關(guān)器件控制一個固定阻值電阻是否接入電路，與另一個固定電阻形成兩種阻值。改為連續(xù)可調(diào)電阻后，減少了元件數(shù)量，增加了調(diào)諧的連續(xù)性。
【IPC分類】H03D7/14
【公開號】CN105281673
【申請?zhí)枴緾N201510720170
【發(fā)明人】韓琪
【申請人】株洲宏達天成微波有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月30日