[发明专利]一种能在不同频段实现不同分频比功能的注入锁定分频器

说明书

本发明公开了一种能在不同频段实现不同分频比功能的注入锁定分频器，所述注入锁定分频器包括：多分频模式信号注入装置和LC谐振单元；所述多分频模式信号注入装置包括2分频信号注入装置和3分频信号注入装置，所述2分频信号注入装置和3分频信号注入装置分别通过偏置开关装置独立控制其信号注入模式的开启和关断，以在不同频段实现不同分频比；且所述2分频信号注入装置和3分频信号注入装置均注入差分信号，不需要对信号注入做同相信号注入与反相信号注入的改变。本发明应用于5G通信系统可以解决不同频段之间间距过大，不易分频的问题，并且极大的降低了后级分频器设计所需的带宽，降低了后级分频器的设计难度。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种能在不同频段实现不同分频比功能的注入锁定分频器(Injection Locked Frequency Divider,ILFD)。

背景技术

微波毫米波电路及其集成系统是无线/移动通讯、雷达、导弹制导、射电天文等无线系统射频前端的关键技术，也是电路与系统学科的热点研究领域。5G通信更是近年来研究的热点。5G通信覆盖多个通信频段且频率较高，并且不同频段之间的间距很大，这给5G通信电路系统的设计带来了不小的挑战。锁相环作为电路系统的频率源，5G通信系统的多频段设计要求是它面临的很大的一个挑战。分频器作为锁相环中的一个重要组成单元，面临着严峻的设计挑战。考虑到5G通信的频段较高，因此应用于5G通信的锁相环中的分频器往往需要多级分频以及多种分频器的联合分频，最终才能将信号分频到MHz的频段，进而与晶振进行鉴相。分频器的带宽，功耗，尺寸等特性直接或间接的决定了锁相环的设计，进而影响微波毫米波电路及其集成系统的发展。

注入锁定分频器是一种能工作在射频频段甚至太赫兹频段的分频器。与数字分频器相比，注入锁定分频器能工作在极高的频段，且高频工作时功耗相对很低。注入锁定分频器是锁相环中工作频率最高的模块之一，占据了锁相环设计中相当一部分的功耗。一般来说，注入锁定分频器的输入功率越大，分频带宽越宽。但在毫米波频段，压控振荡器的输出功率不会太高，这给接在它之后的注入锁定分频器的设计带来了一定难度。考虑到5G通信系统中多个频段的工作频率较高且频段之间的间距很大，比如5G通信中的关键频点28GHz、39GHz，这之间有11个GHz的带宽，并且这11个GHz的频段中大部分不是5G通信的频段范围。如此大的设计带宽给注入锁定分频器的设计更是带来了极大的挑战。并且如果按照同一分频比对上述不同频段进行分频，分频后的相对带宽百分比并不会减少，因此也给后级分频器的设计带来不小的设计难度。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术难题，本发明提供了一种能应用于5G通信系统的在不同频段具有不同分频比的注入锁定分频器，不同分频比的实现方式是通过分别导通与关断不同分频比的信号注入装置来实现。例如，在24GHz～30GHz的频段进行2分频时，通过加偏压导通2分频的信号注入装置、关闭3分频的信号注入装置，分频后频率为12GHz～15GHz；在36GHz～45GHz的频段进行3分频时，通过加偏压导通3分频的信号注入装置、关闭2分频的信号注入装置，分频后频率为12GHz～15GHz。也就是说本级注入锁定分频器的带宽是24GHz～30GHz和36GHz～45GHz(频带宽度15个GHz)，下一级分频器的带宽设计只需满足12GHz～15GHz(频带宽度3个GHz)即可。这样在5G通信的不同频段中，分频后可以使频率落在相同的频率范围，方便后续继续进行分频操作。上述设计解决了5G通信系统中不同频段之间间距过大，不易分频的问题，并且极大的降低了后级分频器设计所需的带宽，降低了后级分频器的设计难度。本发明提供的一种能够在不同频段实现不同分频比功能的注入锁定分频器，能应用于5G通信系统，但其应用范围并不仅限于5G通信系统。

本发明通过下述技术方案实现：