[發明專利]一種應用于汽車雷達的高增益毫米波混頻器

在審

• 申請號: 202110048919.8
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112910416A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 劉桂;彭賀;楊蓉;竇雨晴;董桂婷;陳治洲;李理敏
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H03D7/14
• 分類號: H03D7/14
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 方小惠

1.一種應用于汽車雷達的高增益毫米波混頻器，其特征在于包括跨導級單元、開關級單元、負載級單元、第一緩沖級單元和第二緩沖級單元；所述的跨導級單元用于接入差分射頻輸入信號，并對差分射頻輸入信號進行放大處理后輸出至所述的開關級單元，所述的開關級單元用于將所述的跨導級單元輸入其內的信號和差分本振輸入信號進行混頻，得到電流混頻信號后，輸出至所述的負載級單元，所述的負載級單元用于將電流混頻信號轉換為電壓混頻信號，并輸出至所述的第一緩沖級單元和所述的第二緩沖級單元，所述的第一緩沖級單元和所述的第二緩沖級單元用于輸出電壓混頻信號。

2.根據權利要求1所述的一種用于汽車雷達的高增益毫米波混頻器，其特征在于所述的跨導級單元包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一電阻、第二電阻、第一電容和第二電容，所述的第一MOS管和所述的第二MOS管均為NMOS管，所述的第三MOS管和所述的第四MOS管均為PMOS管，所述的第一MOS管的源極和所述的第二MOS管的源極均接地，所述的第一MOS管的漏極和所述的第三MOS管的漏極連接且其連接端為所述的跨導級單元的第一輸出端，所述的第二MOS管的漏極和所述的第四MOS管的漏極連接且其連接端為所述的跨導級單元的第二輸出端，所述的第三MOS管的源極和所述的第四MOS管的源極均接入電源電壓VDD，所述的第一MOS管的柵極、所述的第三MOS管的柵極、所述的第一電容的一端和所述的第一電阻的一端連接，所述的第二MOS管的柵極、所述的第四MOS管的柵極、所述的第二電容的一端和所述的第二電阻的一端連接，所述的第一電阻的另一端和所述的第二電阻的另一端連接且其連接端為所述的跨導級單元的偏置端，所述的第一電容的另一端為所述的跨導級單元的正輸入端，所述的第二電容的另一端為所述的跨導級單元的負輸入端；所述的開關級單元包括第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第三電阻、第四電阻、第三電容、第四電容、第一可變電容器、第二可變電容器和電感，所述的第五MOS管、所述的第六MOS管、所述的第七MOS管和所述的第八MOS管均為NMOS管，所述的第一可變電容器的一端、所述的第七MOS管的源極、所述的第八MOS管的源極和所述的電感的一端連接且其連接端為所述的開關級單元的第一輸入端，所述的第二可變電容器的一端、所述的第五MOS管的源極、所述的第六MOS管的源極和所述的電感的另一端連接且其連接端為所述的開關級單元的第二輸入端，所述的第一可變電容器的另一端和所述的第二可變電容器的另一端連接且其連接端為所述的開關級單元的電壓控制端，所述的第七MOS管的柵極、所述的第六MOS管的柵極、所述的第三電阻的一端和所述的第三電容的一端連接，所述的第三電容的另一端為所述的開關級單元的正輸入端，所述的第五MOS管的柵極、所述的第八MOS管的柵極、所述的第四電阻的一端和所述的第四電容的一端連接，所述的第四電容的另一端為所述的開關級單元的負輸入端，所述的第三電阻的另一端和所述的第四電阻的另一端連接且其連接端為所述的開關級單元的偏置端，所述的第七MOS管的漏極和所述的第五MOS管的漏極連接且其連接端為所述的開關級單元的第一輸出端，所述的第八MOS管的漏極和所述的第六MOS管的漏極連接且其連接端為所述的開關級單元的第二輸出端；所述的負載級單元包括第九MOS管、第十MOS管、第五電阻、第六電阻、第五電容和第六電容，所述的第九MOS管和所述的第十MOS管均為PMOS管，所述的第九MOS管的源極、所述的第十MOS管的源極、所述的第五電阻的一端和所述的第六電阻的一端均接入電源電壓VDD，所述的第九MOS管的漏極、所述的第十MOS管的柵極、所述的第五電阻的另一端和所述的第五電容的一端連接且其連接端為所述的負載級單元的第一輸入端，所述的第十MOS管的漏極、所述的第九MOS管的柵極、所述的第六電阻的另一端和所述的第六電容的一端連接且其連接端為所述的負載級單元的第二輸入端，所述的第五電容的另一端為所述的負載級單元的第一輸出端，所述的第六電容的另一端為所述的負載級單元的第二輸出端；所述的第一緩沖級單元包括第十一MOS管、第十二MOS管和第七電阻，所述的第十一MOS管為PMOS管，所述的第十二MOS管為NMOS管，所述的第十一MOS管的源極接入電源電壓VDD，所述的第十一MOS管的柵極、所述的第十二MOS管的柵極和所述的第七電阻的一端連接且其連接端為所述的第一緩沖級單元的輸入端，所述的第十二MOS管的源極接地，所述的第十一MOS管的漏極、所述的第十二MOS管的漏極和所述的第七電阻的另一端連接且其連接端為所述的第一緩沖級單元的輸出端；所述的第二緩沖級單元包括第十三MOS管、第十四MOS管和第八電阻，所述的第十三MOS管為PMOS管，所述的第十四MOS管為NMOS管，所述的第十三MOS管的源極接入電源電壓VDD，所述的第十三MOS管的柵極、所述的第十四MOS管的柵極和所述的第八電阻的一端連接且其連接端為所述的第二緩沖級單元的輸入端，所述的第十四MOS管的源極接地，所述的第十三MOS管的漏極、所述的第十四MOS管的漏極和所述的第八電阻的另一端連接且其連接端為所述的第二緩沖級單元的輸出端。所述的跨導級單元的第一輸出端與所述的開關級單元的第二輸入端連接，所述的跨導級單元的第二輸出端與所述的開關級單元的第一輸入端連接，所述的跨導級單元的正輸入端作為所述的高增益毫米波混頻器的第一輸入端，用于接入差分射頻輸入信號中的正信號RF+，所述的跨導級單元的負輸入端作為所述的高增益毫米波混頻器的第二輸入端，用于接入差分射頻輸入信號中的負信號RF-；所述的跨導級單元的偏置端作為所述的高增益毫米波混頻器的第一偏置端，用于接入射頻偏置電壓V_RF，所述的開關級單元的電壓控制端作為所述的高增益毫米波混頻器的電壓控制端，用于接入控制電壓V_ctrl，所述的開關級單元的正輸入端為所述的高增益毫米波混頻器的第三輸入端，用于接入差分本振輸入信號的正信號LO+，所述的開關級單元的負輸入端為所述的高增益毫米波混頻器的第四輸入端，用于接入差分本振輸入信號的負信號LO-，所述的開關級單元的偏置端作為所述的高增益毫米波混頻器的第二偏置端，用于接入本振偏置電壓V_LO，所述的開關級單元的第一輸出端與所述的負載級單元的第一輸入端連接，所述的開關級單元的第二輸出端與所述的負載級單元的第二輸入端連接，所述的負載級單元的第一輸出端與所述的第一緩沖級單元的輸入端連接，所述的負載級單元的第二輸出端與所述的第二緩沖級單元的輸入端連接，所述的第一緩沖級單元的輸出端為所述的高增益毫米波混頻器的正輸出端，用于輸出正混頻信號IF+，所述的第二緩沖級單元的輸出端為所述的高增益毫米波混頻器的負輸出端，用于輸出負混頻信號IF-。