[發明專利]一種改善射頻變頻系統帶寬和線性度的方法

在審

• 申請號: 202011572569.7
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112737513A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 劉東棟;黃振華;俞天成;蘭冰;李薇
• 申請（專利權）人: 浙江集速合芯科技有限公司
• 主分類號: H03D7/16
• 分類號: H03D7/16
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發明涉及一種改善射頻變頻系統帶寬和線性度的方法。本發明在正交I/Q混頻器中引入反向跨導用于消除射頻變頻系統中的三階非線性；同時，在射頻變頻系統中的本振中增加兩級低通LC濾波器諧振電路，用于在高頻段優化電感和電容的諧振點，保證本振高頻輸出到正交I/Q混頻器的信號幅度和線性度。使用本發明改進后的電路在實際測試中，實現了30MHz~10GHz完整的寬帶覆蓋，線性度在10GHz比1GHz惡化2.7dB，比傳統電路線性度改善10dB以上。

技術領域

本發明屬于集成芯片技術領域，具體涉及一種改善射頻變頻系統帶寬和線性度的方法。

背景技術

隨著5G、衛星通信及物聯網等無線通信技術的發展，需要射頻電路覆蓋頻率盡可能大，實現射頻電路的通用化和軟件無線電平臺化。在部分應用場景下，需要構建300MHz～10GHz的超寬帶射頻收發系統(UWB)。寬帶射頻系統有利于提高通信容量，有更好的抗干擾和抗多徑特征，成為射頻集成電路技術發展方向。

寬帶射頻收發系統通常采用高階調制方式，比如16QAM甚至OFDM 64QAM等調制方式，以提高信息容量，高階調制對射頻收發通道線性度要求非常高，所以射頻集成電路的基本需求是寬帶和高線性。寬帶射頻收發系統一般采用變頻收發機架構，因此射頻變頻系統的帶寬和線性度成為制約寬帶射頻收發系統性能的重要因素。

目前射頻變頻系統無法在單一電路中同時滿足超寬帶覆蓋和高線性度，一般分段優化，如分為300MHz～3GHz、3GHz～6GHz、6GHz～10GHz分別優化，這樣會導致系統復雜度增加，應用靈活性不足等問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種改善射頻變頻系統帶寬和線性度的方法。

本發明的技術方案如下：

一種改善射頻變頻系統帶寬和線性度的方法，具體是：

在正交I/Q混頻器中引入反向跨導用于消除射頻變頻系統中的三階非線性；

同時，在射頻變頻系統中的本振中增加兩級低通LC濾波器諧振電路，用于在高頻段優化電感和電容的諧振點，保證本振高頻輸出到正交I/Q混頻器的信號幅度和線性度。

進一步說，混頻器的電路中加入不同偏置電壓產生用于反向跨導。

進一步說，在混頻器的電路中增加MOS管，與原電路的偏置管形成對管，從而抵消原電路的偏置管的三階跨導，消除三階非線性。

進一步說，所述兩級低通LC濾波器諧振電路中的其中一級增加到原有兩級RC電路中間，從而在5GHz～8GHz范圍內增加了一個諧振點，提升增益；另一級增加到本振的輸出級，從而在7GHz～11GHz范圍內又增加一個諧振點，提升高頻增益。

進一步說，所述的兩級低通LC濾波器諧振電路均采用諧振電感。

本發明的有益效果：

本發明針對射頻變頻系統帶寬和線性度，具體是針對混頻器和本振分別提供線性度和帶寬改善方法，這兩種方法的結合使用，可以有效的提升射頻變頻系統的帶寬和線性度。使用本發明方法的電路在實際測試中，實現了30MHz～10GHz完整的寬帶覆蓋，線性度在10GHz比1GHz惡化2.7dB，比傳統電路線性度改善10dB以上。

附圖說明

圖1為混頻器的電路結構圖；

圖2為本發明改進后的混頻器的電路結構圖；

圖3為MOS管偏置電壓與跨導關系圖；

圖4為傳統的正交本振電路圖；

圖5為本發明改進后的本振電路圖；

圖6為傳統變頻電路帶寬與本發明方法改進后的電路帶寬對比圖。

具體實施方式