一种毫米波双频带镜像抑制接收机及接收方法与流程

本发明涉及无线通信系统领域，具体包括一种毫米波双频带镜像抑制接收机及接收方法。

背景技术：

1、接收机是无线通信系统中的一个关键模块，它将天线接收到的信号以可接受的失真放大，并且变频到较低的频率，便于后续adc采样后进入到数字域进行信号处理。随着无线通信技术的发展，通信系统所需支持的频段越来越多，因而在一个接收机内支持多个频带的方案具有巨大的面积、成本优势，因为系统厂家不再需要购买多个支持不同频率的芯片。28ghz附近的频段可用于5g无线通信，而60ghz频段可应用于近场高速无线通信或者雷达，在一款接收机芯片上集成这两个频段的功能具有广阔的应用前景。

2、传统的宽带接收机方案的各模块支持超宽带的方案适用于两个频率跨度不大的频带，若使用该方案设计28/60ghz双频带接收机，则各个模块设计复杂度会很大，同时还需要宽带本振链路，这会大大增大系统的功耗，并且频率源的相噪压力会比较大。使用双输入双频带接收机需要增加一个双工器，会恶化噪声，增加系统成本。使用单频带低噪声放大器会增加系统面积，提高系统成本，且本振链路布局设计困难。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种毫米波双频带镜像抑制接收机及接收方法解决了传统宽带接收机设计复杂、系统功耗大、噪声压力大和系统成本高的问题。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种毫米波双频带镜像抑制接收机，包括低噪声放大器、i路混频器、q路混频器、中频混频器、第一双刀双掷开关、第二双刀双掷开关、三倍频器、第一巴伦、第二巴伦、第三巴伦、第四巴伦、第五巴伦、第六巴伦、正交信号发生器、单端转差分放大器、差分转单端放大器、移相器、本振、功率合成器、第一衰减器和第二衰减器；

3、低噪声放大器的输入端作为毫米波双频带镜像抑制接收机的输入端；低噪声放大器的输出端连接i路混频器的第一输入端和q路混频器的第一输入端；i路混频器的第二输入端连接第一巴伦的差分端；第一巴伦的单端连接正交信号发生器的第一输出端；q路混频器的第二输入端连接第二巴伦的差分端；第二巴伦的单端连接正交信号发生器的第二输出端；正交信号发生器的输入端连接第三巴伦的单端；i路混频器的输出端连接第一双刀双掷开关的一端；第一双刀双掷开关的另一端连接第四巴伦的差分端；第四巴伦的单端连接第一衰减器的一端；第一衰减器的另一端连接移相器的一端；q路混频器的输出端连接第二双刀双掷开关的一端；第二双刀双掷开关的另一端连接第五巴伦的差分端；第五巴伦的单端连接第二衰减器的一端；第二衰减器的另一端连接功率合成器的第一输入端；移相器的另一端连接功率合成器的第二输入端；功率合成器的输出端连接中频混频器的第一输入端；第三巴伦的差分端连接三倍频器的输出端；三倍频器的输入端连接单端转差分放大器的输出端；单端转差分放大器的输入端连接本振和第六巴伦的单端；第六巴伦的差分端连接中频混频器的第二输入端；中频混频器的输出端连接差分转单端放大器的输入端；差分转单端放大器的输出端作为毫米波双频带镜像抑制接收机的输出端。

4、进一步地，双刀双掷开关包括场效应管m1、场效应管m2、场效应管m3、场效应管m4、电阻r1和电阻r2；场效应管m1的栅极获取控制信号vc；场效应管m1的源极连接场效应管m2的漏极和正输入电压；场效应管m1的漏极连接场效应管m3的源极并输出；场效应管m2的源极连接场效应管m4的源极并输出；场效应管m1的体端连接电阻r1和场效应管m2的体端并接地；场效应管m2和场效应管m3的源极相连接并接入控制信号vc；三级管m3的体端连接场效应管m4的体端和电阻r2并接地。

5、进一步地，低噪声放大器包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电感l1、电感l2、电感l3、电感l5、电感l6、电感l7、场效应管m5、场效应管m6、场效应管m7、场效应管m8、变压器t1、变压器t2、变压器t3和变压器t4；

6、电容c1的一端作为低噪声放大器的输入端；电容c1的另一端连接变压器t1原边的一端和电感l1的一端；变压器t1原边的另一端连接0.55v电压；电感l1的另一端连接场效应管m5的栅极；场效应管m5的源极连接变压器t1副边的一端；变压器t1副边的另一端接地；场效应管m5的漏极连接变压器t2原边的一端和电容c2的一端；变压器t2原边的另一端接电源；电容c2的另一端连接电感l2的一端；电感l2的另一端连接电阻r3的一端和场效应管m6的栅极；电阻r3的另一端连接0.55v的电压；场效应管m6的源极连接变压器t2副边的一端；变压器t2副边的另一端接地；场效应管m6的漏极连接变压器t3原边的一端和电容c3的一端；变压器t3原边的另一端接电源；电容c3的另一端连接电感l3的一端；电感l3的另一端连接场效应管m7的栅极和电阻r4的一端；电阻r4的另一端连接0.5v的电压；场效应管m7的源极连接变压器t3副边的一端；变压器t3副边的另一端接地；场效应管m7的漏极连接变压器t4原边的一端和电容c4的一端；变压器t4原边的另一端接电源；电容c4的另一端连接电感l5的一端；电感l5的另一端连接场效应管m8的栅极和电阻r5的一端；电阻r5的另一端连接0.5v电压；场效应管m8的源极连接变压器t4副边的一端；变压器t4副边的另一端接地；场效应管m8的漏极连接电感l6的一端和电感l7的一端；电感l6的另一端连接i路混频器；电感l7的一端连接q路混频器。

7、进一步地，i路混频器包括场效应管m9、场效应管m10和变压器t5；场效应管m9的源极连接电感l6的另一端和场效应管m10的源极；场效应管m9的漏极连接变压器t5原边的一端；场效应管m9的栅极连接振荡信号；场效应管m10的栅极连接振荡信号；场效应管m10的漏极连接变压器t5原边的另一端；变压器原边的第三端连接电源；变压器t5的副边作为i路混频器的输出端。

8、一种应用一种毫米波双频带镜像抑制接收机的一种毫米波双频带镜像抑制接收方法，包括以下步骤：

9、s1、接收本振信号，将本振信号通过第六巴伦送入中频混频器，和以此通过单端转差分放大器、三倍频器和第三巴伦送入正交发生器；

10、s2、将正交信号发生器处理后的信号通过第一巴伦输入i路混频器和通过第二巴伦输入q路混频器；

11、s4、选择毫米波双频带镜像抑制接收机的工作模式：当双刀双掷开关的控制信号为负时，射频信号为28ghz频带，镜像信号为60ghz频带，毫米波双频带镜像抑制接收机的工作模式为模式1；当双刀双掷开关的控制信号为正时，射频信号为60ghz频带，镜像信号为28ghz频带，毫米波双频带镜像抑制接收机的工作模式为模式2；

12、s5、通过低噪声放大器对当前模式的射频信号和镜像信号进行放大，得到放大后的信号；

13、s6、将放大后的信号和正交信号发生器处理后的信号通过i路混频器和q路混频器，使当前模式的射频信号和镜像信号下变频至16ghz，得到i路混频器下变频后的信号和q路混频器下变频后的信号；

14、s7、将i路混频器输出的信号通过第一双刀双掷开关、第四巴伦、第一衰减器和移相器，得到处理后的i路信号；将q路混频器输出的信号通过第二双刀双掷开关、第五巴伦和第二衰减器，得到处理后的q路信号；

15、s8、将处理后的i路信号和处理后的q路信号送入功率合成器，得到当前模式下合成后的信号；并当前模式下合成后的信号和送入中频混频器的本振信号混合后使用差分转单端放大器得到当前模式下去除镜频干扰后的信号。

16、本发明的有益效果为：实现了28/60ghz大跨度的双频带覆盖，同时不需要宽频带的本振链路；利用双刀双掷开关(dpdt)构成的180°移相器进行合路器的加法、减法切换，避免了复杂无源可重构合路器的使用；使用的28/60ghz单端口输入双频带低噪声放大器避免了双工器的使用，大大降低了系统成本和噪声。