[发明专利]一种开关负载谐波抑制混频器

说明书

技术领域

本发明涉及一种混频器，尤其涉及一种基于矢量乘法实现谐波抑制混频的时域函数的开关负载谐波抑制混频器。

背景技术

基于线性时变系统原理的吉尔伯特混频器作为目前主流的混频器结构，在射频接收系统中得到了极为广泛的应用。其原理是将输入信号与一个幅度对称的周期性方波相乘。由于该周期性方波函数的傅里叶展开式含有本振频率的三次、五次等奇次谐波分量，所以此种基于吉尔伯特单元的混频器除了将输入信号进行跨度为本振频率的频谱搬移以外，还会将输入信号进行三倍本振频率和五倍本振频率的频谱搬移。比如输入信号中心频率为200MHz，本振频率为202MHz，下变频后的信号频率变为2MHz。但是，由于普通吉尔伯特混频器的固有谐波混频特性，位于602MHz和1002MHz处的干扰信号会分别被本振信号的三次、五次谐波混频至2MHz的输出信号频率处造成混叠。

为了避免此现象，通常的做法是在输入端级联带通滤波器，将信道以外的频率信号滤除。但是对于宽带信号如数字电视(170MHz---860MHz)等，往往一个频道的三阶和五阶谐波都处于接收频段内，人们通常采用多个不同频段射频前端电路，配合中心频率可调的带通跟踪滤波器作为解决方案，这种做法虽然可以消除谐波混频的影响但是无疑增加了系统成本。

为了达到共用接收频带从而降低成本的目的，需要从根本上消除混频器的谐波混频特性。基于三组混频器的三相谐波抑制混频器便是一种成功的尝试。该混频器采用如下的思路：采用三组混频核心电路，由三组不同相位相同频率的本振信号驱动。相位分别为-45度、0度、45度，通过调节三组混频核心电路的跨导，使得三组混频电路的增益分别为从图1、图2中可以看出，对于本振信号频率，三组混频输出信号叠加的结果与只有一组0度相位的本振信号驱动情况相似，而且增益增加一倍。对于本振的三倍和五倍频率，其叠加效果正好相互抵消，数学推导如下式所示。

sgn′(vLO)=4π[sin(ωLOt)+22sin(ωLOt+π4)+22sin(ωLOt-π4)-13sin(3ωLOt)-]]>