专利名称：混频器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混频器。
背景技术：
混频器用于频率转换，是射频系统里的一个重要组成部分，主要作用是将一个射频信号转换成一个中频信号。
附图I为现有技术中的一种混频器的结构示意图，包括晶体管Q、本振信号输入端I、射频信号输入端2、中频信号输出端3、电源V、第一电感LI以及第二电感L2，其中射频信号输入端2与晶体管Q的栅极相连，电源V与第一电感LI的一端相连,第一电感LI的另一端与晶体管Q的栅极相连，本振信号输入端I与第二电感L2的一端相连，第二电感L2的另一端与晶体管Q的漏极相连，晶体管Q的源极接地，中频信号输出端3与晶体管Q的漏极相连，由于本振信号输入端I和中频信号输出端3均与晶体管Q的漏极相连，因此在进行频率转换时，本振信号与中频信号、以及射频信号与中频信号之间均会产生一定的干扰。发明内容
针对现有的单晶体管混频器存在的信号间干扰较强的问题，本发明提供一种混频器，能有效的降低各个信号间的干扰。
一种混频器，包括
射频信号输入端、本振信号输入端、中频信号输出端、第一晶体管、第二晶体管、电压转换模块、用于为第一晶体管输入栅偏压的第一偏置端以及用于为第二晶体管输入栅偏压的第二偏置端；
射频信号输入端和第一偏置端均与第一晶体管的栅极相连，第一晶体管的源极接地，本振信号输入端和第二偏置端均与第二晶体管的栅极相连，第一晶体管的漏极与第二晶体管的源极相连，中频信号输出端和电压转换模块均与第二晶体管的漏极相连；
第一晶体管用于将由射频信号输入端输入的射频电压信号和由本振信号输入端输入的本振电压信号通过栅调制和漏调制得到中频电流信号，电压转换模块用于将中频电流信号转换成中频电压信号并通过中频信号输出端输出。
本发明提供的混频器，采用双晶体管结构，射频电压信号、本振电压信号和中频电压信号分别通过不同的端口输入和输出，能在一定程度上降低各个信号之间的干扰。
图I为现有技术中混频器的结构示意图。
图2为本发明提供的混频器第一种实施例的结构示意图。
图3为本发明提供的混频器第二种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。 应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
实施例一
如图2所示，本实施例提供的混频器包括
射频信号输入端101、本振信号输入端102、中频信号输出端103、第一晶体管 Q101、第二晶体管Q102、电压转换模块104、用于为第一晶体管QlOl输入栅偏压的第一偏置端以及用于为第二晶体管Q102输入栅偏压的第二偏置端；
射频信号输入端101和第一偏置端均与第一晶体管QlOl的栅极相连，第一晶体管 QlOl的源极接地，本振信号输入端102和第二偏置端均与第二晶体管Q102的栅极相连，第一晶体管QlOl的漏极与第二晶体管Q102的源极相连，中频信号输出端103和电压转换模块104均与第二晶体管Q102的漏极相连；
第一晶体管QlOl用于将由射频信号输入端101输入的射频电压信号和由本振信号输入端102输入的本振电压信号通过栅调制和漏调制得到中频电流信号，电压转换模块 104用于将中频电流信号转换成中频电压信号并通过中频信号输出端103输出。
电压转换模块104包括电源输入端、电阻RlOl以及第一电容C101,电阻RlOl的一端与电源输入端相连，电阻RlOl的另一端与第二晶体管Q102的漏极相连,第一电容ClOl 与电阻RlOl并联。
第三电源V103通过电源输入端为电压转换模块104提供电能。
第一偏置端与第一电源VlOl相连,第二偏置端与第二电源V102相连,第一电源 VlOl和第二电源V102通过第一偏置端和第二偏置端分别为第一晶体管QlOl和第二晶体管Q102输入其栅极工作的栅偏压，射频电压信号是一个高频的电压信号，由射频信号输入端101输入，本振电压信号是一个低频的电压信号，由本振信号输入端102输入,经过非线性元件第一晶体管QlOl进行栅调节和漏调节，得到中频电流信号，中频电流信号通过电压转换模块104中的电阻101和第一电容ClOl转换成中频电压信号并过滤其中混杂的高频信号，最终得到的中频电压信号通过中频信号输出端103输出。
射频电压信号的频率范围为IGHz — 10GHz，本振电压信号的频率范围为IGHz— IOGHz,中频电压信号的范围为IOOMHz — 900MHz。
例如，射频电压信号的频率为4GHz，本振电压信号的频率为3. 8GHz,经过混频后得到的中频电压信号为200MHz。
电压转换模块104在此实施例中的功能有两个第一是将中频电流信号转换成中频电压信号；第二是将对中频电压信号中混杂的高频信号进行滤波。
本实施例中的第一晶体管QlOl和第二晶体管Q102可以为但不限于N沟道型场效应管。
第一晶体管QlOl和第二晶体管Q102优选石墨烯晶体管。
本实施例提供的混频器，采用双晶体管结构，射频电压信号、本振电压信号和中频电压信号分别通过不同的端口输入和输出，能在一定程度上降低各个信号之间的干扰。
实施例二
如图3所示，本实施例提供的混频器包括射频信号输入端201、本振信号输入端 202、中频信号输出端203、第一晶体管Q201、第二晶体管Q202、电压转换模块204、第一偏置端、第二偏置端，第二电容C202、第三电容C203、第一电感L201以及第二电感L202，射频信号输入端201经过第二电容C202与第一晶体管Q201的栅极相连,第一偏置端经过第一电感L201与第一晶体管Q201的栅极相连，第一晶体管Q201的源极接地，本振信号输入端202 经过第三电容C203与第二晶体管Q202的栅极相连，第二偏置端经过第二电感L202与第二晶体管Q202的栅极相连，第一晶体管Q201的漏极与第二晶体管Q202的源极相连。
电压转换模块204包括电源输入端、电阻R201以及第一电容C201，电阻R201的一端与电源输入端相连，电阻R201的另一端与第二晶体管Q202的漏极相连,第一电容C201 与电阻R201并联。
第三电源V203通过电源输入端为电压转换模块104提供电能。
第二电容C202对射频电压信号中混杂的直流信号进行滤波，第三电容C203对本振电压信号中混杂的直流信号进行滤波，第一电感V201对第一偏置端输入的栅偏压中混杂的交流信号进行滤波，第二电感V202对第二偏置端输入的栅偏压中混杂的交流信号进行滤波。
第一偏置端与第一电源V201相连,第二偏置端与第二电源V202相连,第一电源 V201和第二电源V202通过第一偏置端和第二偏置端2分别为第一晶体管Q201和第二晶体管Q202输入其栅极工作的栅偏压，并分别通过第一电感L201和第二电感L202过滤其中混杂的交流信号；射频电压信号是一个高频的电压信号，由射频信号输入端201输入，通过第一电容C201过滤其中混杂的直流信号,本振电压信号是一个低频的电压信号，由本振信号输入端202输入，通过第二电容C201过滤其中混杂的直流信号，滤波后的射频电压信号和本振电压信号通过非线性元件第一晶体管Q201进行栅调制和漏调制，得到中频电流信号， 中频电流信号通过电压转换模块204中的电阻R201和第一电容C201转换成中频电压信号并过滤其中混杂的高频信号，最终得到的中频电压信号通过中频信号输出端203输出。
本实施例中的第一晶体管Q201和第二晶体管Q202可以为但不限于N沟道型场效应管。
第一晶体管Q201和第二晶体管Q202优选石墨烯晶体管。
本实施例提供的混频器，采用双晶体管结构，射频电压信号、本振电压信号和中频电压信号分别通过不同的端口输入和输出，能在一定程度上降低各个信号之间的干扰，此外，采用电容和电感分别为射频电压信号、本振电压信号以及栅偏压进行滤波，进一步提高混频器的精确度。
虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、 手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
权利要求
1.一种混频器，其特征在于，所述混频器包括射频信号输入端、本振信号输入端、中频信号输出端、第一晶体管、第二晶体管、电压转换模块、用于为第一晶体管输入栅偏压的第一偏置端以及用于为第二晶体管输入栅偏压的第二偏置端；所述射频信号输入端和所述第一偏置端均与所述第一晶体管的栅极相连，所述第一晶体管的源极接地，所述本振信号输入端和所述第二偏置端均与所述第二晶体管的栅极相连，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的源极相连，所述中频信号输出端和所述电压转换模块均与所述第二晶体管的漏极相连；所述第一晶体管用于将由射频信号输入端输入的射频电压信号和由本振信号输入端输入的本振电压信号通过栅调制和漏调制得到中频电流信号，所述电压转换模块用于将所述中频电流信号转换成中频电压信号并通过中频信号输出端输出。
2.根据权利要求I所述的混频器，其特征在于，所述电压转换模块包括电源输入端、 电阻以及第一电容，所述电阻的一端与所述电源输入端相连，所述电阻的另一端与所述第二晶体管的漏极相连，所述第一电容与所述电阻并联，所述中频电流信号通过所述电阻和所述第一电容转换成中频电压信号并由中频信号输出端输出。
3.根据权利要求I所述的混频器，其特征在于，所述混频器还包括用于对射频电压信号进行滤波的第二电容，所述第二电容的一端与所述射频信号输入端相连，所述第二电容的另一端与所述第一晶体管的栅极相连。
4.根据权利要求I所述的混频器，其特征在于，所述混频器还包括用于对本振电压信号进行滤波的第三电容，所述第三电容的一端与所述本振信号输入端相连，所述第三电容的另一端与所述第二晶体管的栅极相连。
5.根据权利要求I所述的混频器，其特征在于，所述混频器还包括用于对经所述为第一偏置端输入的栅偏压进行滤波的第一电感，所述第一电感的一端与所述第一电源输入端相连，所述第一电感的另一端与所述第一晶体管的栅极相连。
6.根据权利要求I所述的混频器，其特征在于，所述混频器还包括用于对经所述第二偏置端输入的栅偏压进行滤波的第二电感，所述第二电感的一端与所述第二电源输入端相连，所述第二电感的另一端与所述第二晶体管的栅极相连。
7.根据权利要求1-6任一所述的混频器，其特征在于，所述第一晶体管为N沟道型场效应管。
8.根据权利要求1-6任一所述的混频器，其特征在于，所述第二晶体管为N沟道型场效应管。
9.根据权利要求1-6任一所述的混频器，其特征在于，所述第一晶体管为石墨烯晶体管。
10.根据权利要求1-6任一所述的混频器，其特征在于，所述第二晶体管为石墨烯晶体管。
全文摘要
本发明提供一种混频器，包括射频信号输入端、本振信号输入端、中频信号输出端、第一晶体管、第二晶体管、电压转换模块、第一偏置端以及第二偏置端，第一晶体管用于将由射频信号输入端输入的射频电压信号和由本振信号输入端输入的本振电压信号通过栅调制和漏调制得到中频电流信号，电压转换模块用于将中频电流信号转换成中频电压信号并通过中频信号输出端输出，采用双晶体管结构，射频电压信号、本振电压信号和中频电压信号分别通过不同的端口输入和输出，能在一定程度上降低各个信号之间的干扰，有效地提高各个信号之间的隔离度。
文档编号H03D7/16GK102938636SQ201210331610
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者吕宏鸣, 肖柯, 钱鹤, 吴华强, 伍晓明 申请人:清华大学