[發(fā)明專利]一種基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010873528.5
• 申請(qǐng)日: 2020-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN112019192B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張有明;唐旭升;黃風(fēng)義;高語(yǔ)萱;袁燦然;魏震楠;姜楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);上海表象信息科技有限公司;南京展芯通訊科技有限公司
• 主分類號(hào): H03K3/013
• 分類號(hào): H03K3/013;H03K3/02;H03K3/28
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路，其特征在于，所述正交信號(hào)產(chǎn)生電路包含一個(gè)基于變壓器的高階耦合網(wǎng)絡(luò)；其中基于變壓器的高階耦合網(wǎng)絡(luò)由電感、電容以及電感之間的耦合實(shí)現(xiàn)，構(gòu)成四端口網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)端口連接兩組電感、電容，且每組電感、電容有且僅有一端是相連的；

基于變壓器的高階耦合網(wǎng)絡(luò)為四端口網(wǎng)絡(luò)：包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；第一端口正端包括第一支路和第二支路，第一支路包括電容C1，第二支路包括電感L1；第一端口的負(fù)端包括第三支路和第四支路，第三支路包括電容C2，第四支路包括電感L2；第二端口負(fù)端包括第五支路和第六支路，第五支路包括電容C3，第六支路包括電感L3；第二端口正端包括第七支路和第八支路，第七支路包括電容C4，第八支路包括電感L4；所述高階耦合網(wǎng)絡(luò)中電容C1的正端與電感L1的正端相連，電容C1的負(fù)端與電感L2的正端相連，電容C2正端與電感L2的負(fù)端相連，電容C2負(fù)端與電感L1負(fù)端相連，電容C3正端與電感L3的正端相連，電容C3負(fù)端與電感L4正端相連，電容C4正端與電感L4的負(fù)端相連，電容C4負(fù)端與電感L3負(fù)端相連；所述電感L1、L2、L3及L4之間均存在耦合；

基于變壓器的高階耦合網(wǎng)絡(luò)作為正交信號(hào)產(chǎn)生電路時(shí)，第一端口的正端和第二端口的負(fù)端作為輸入端，接差分信號(hào)，第一端口的負(fù)端和第二端口的正端交流接地；第三端口和第四端口作為輸出端口，輸出兩路正交的差分信號(hào)；所述高階耦合網(wǎng)絡(luò)作為一端口差分輸入，兩端口差分輸出的三端口網(wǎng)絡(luò)使用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路，其特征在于，正交信號(hào)產(chǎn)生電路在基于變壓器的高階耦合網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上還包含共源極晶體管級(jí)電路；共源極晶體管M1,M2的漏級(jí)連接到高階耦合網(wǎng)絡(luò)的第一端口正端和第二端口的負(fù)端，柵極作為正交信號(hào)產(chǎn)生電路的輸入一端口和二端口，輸入差分信號(hào)，M1,M2的源極接地；共源極晶體管M3,M4漏極連接到高階耦合網(wǎng)絡(luò)的第一端口負(fù)端和第二端口正端，柵極接電容交流接地，源極接地。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路，其特征在于，電路中的晶體管采用CMOS射頻工藝實(shí)現(xiàn)，電路中的電感采用片上電感和電感間的耦合實(shí)現(xiàn)，電容采用片上電容、片上可變電容或電感的寄生電容實(shí)現(xiàn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路，其特征在于，所述正交信號(hào)產(chǎn)生電路包含一個(gè)基于變壓器的高階耦合網(wǎng)絡(luò)；所述正交信號(hào)產(chǎn)生電路用于接收機(jī)、發(fā)射機(jī)的電路中來(lái)提供兩路互相正交的差分信號(hào)。

5.權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路的裝置，其特征在于，高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路的頻率1GHz～100GHz。

6.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路的移相器，其特征在于，在移相器中，移相器電路包含輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)、增益調(diào)節(jié)單元、矢量合成單元以及正交信號(hào)產(chǎn)生電路；所述正交信號(hào)產(chǎn)生電路、增益調(diào)節(jié)單元、矢量合成單元設(shè)置在輸入匹配網(wǎng)絡(luò)和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)之間；一種基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路在移相器電路中，位于矢量合成單元之前，將一路差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路相互正交的差分信號(hào)，作為后級(jí)矢量合成電路的對(duì)象。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路的移相器，其特征在于，所述移相器輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)采用L型、π型或變壓器匹配電路，實(shí)現(xiàn)功率的最大傳輸；增益調(diào)節(jié)單元采用差分共源共柵放大器結(jié)構(gòu)；矢量合成單元能夠利用傳輸線完成矢量合成。

8.應(yīng)用權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路的的混頻器電路，其特征在于，混頻器電路包含混頻單元及功率放大單元；一種基于變壓器的高階耦合正交信號(hào)產(chǎn)生電路位于混頻單元的本振端口，為混頻單元的本振端提供一組正交信號(hào)。