[发明专利]一种可上下变频复用的24GHz混频器

说明书

本发明涉及混频器技术，具体涉及一种可上下变频复用的24GHz混频器，包括第一平衡‑不平衡转换器T1、第二平衡‑不平衡转换器T2、有源巴伦电路、第一跨导放大电路、第二跨导放大电路、开关级电路、第一缓冲电路和第二缓冲电路。该混频器利用开关级MOS晶体管源漏级的互易特性，使电路可以分别工作于上变频和下变频两种状态。当电路工作于两种不同状态时，混频器的射频端口既可作为上变频信号输出端口，与发射支路的功率放大器相连接，也可作为下变频信号输入端口，与接收支路的低噪放大器相连接。由此将收发机中的上下混频链路合二为一，减少了电路的复杂度，节省了系统的整体功耗和面积。

技术领域

本发明属于混频器技术领域，尤其涉及一种可上下变频复用的24GHz混频器。

背景技术

随着智能交通的迅速发展，雷达传感器在汽车驾驶辅助系统中的运用越来越广泛，24GHz雷达传感器以其波束角度小、灵敏度高、体积小巧等优势迅速成为汽车驾驶辅助系统中应用最为广泛的雷达传感器。混频器作为雷达传感器系统中负责频率变换的关键模块，具有十分重要的地位。

雷达收发器中的混频链路由上变频器和下变频器组成，上变频器处于发射支路，负责将基带信号变换至射频信号并发送给功率放大器；下变频器处于接收支路，负责接收低噪放大器放大后的射频信号并将其变换至中频信号，两者通常分开设计并独立工作。上下变频电路的分开独立设计方式，必然会占用更大的芯片面积，消耗更多的功耗和提升系统复杂度。在提倡低功耗设计和小型化设计的今天，需要尝试新的设计方式以改观上述情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种将收发机中的上下混频链路合二为一的混频器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可上下变频复用的24GHz混频器，包括第一平衡-不平衡转换器T1、第二平衡-不平衡转换器T2、有源巴伦电路、第一跨导放大电路、第二跨导放大电路、开关级电路、第一缓冲电路和第二缓冲电路；

上变频工作状态时，单端基带输入信号通过有源巴伦电路转换为差分基带电压信号，并输入至第一、第二跨导级放大电路，第一、第二跨导放大电路将其转换为差分基带电流信号，并输入至开关级电路；单端本振输入信号通过第一平衡-不平衡转换器T1转换为正向本振电压信号LO+和反向本振电压信号LO-，并驱动开关级电路的导通和截止，使流入开关级电路的差分基带电流信号进行周期性换向，产生差分射频电流信号并输入至第二平衡-不平衡转换器；第二平衡-不平衡转换器将差分射频电流信号合成并产生射频输出信号；

下变频工作状态时，单端射频输入信号通过第二平衡-不平衡转换器T2转换为差分射频电流信号，并输入至开关级电路；单端本振输入信号通过第一平衡-不平衡转换器T1转换为正向本振电压信号LO+和反向本振电压信号LO-，并驱动开关级电路的导通和截止，使流入开关级电路的差分射频电流信号进行周期性换向，产生差分中频电流信号并输入至第一、第二跨导放大电路；第一、第二跨导放大电路将差分中频电流信号转换为差分中频电压信号，并输入至第一、第二缓冲电路；第一、第二缓冲电路对差分中频电压信号进行缓冲放大成为中频输出信号。

在上述的可上下变频复用的24GHz混频器中，有源巴伦电路包括晶体管M1、M2、M3、M4和电阻R0、R1、R2，晶体管M1和晶体管M2的栅极互相连接并接入单端基带输入信号，两者源极接地，晶体管M1的漏级和晶体管M3的源级相连，晶体管M3的漏级和电阻R1的一端相连，输出正向基带电压信号BB+，电阻R1的另一端连接电源电压VDD；晶体管M2的漏级和电阻R0的一端相连，电阻R0的另一端与晶体管M4的源级相连，晶体管M4的漏级和电阻R2的一端相连，输出反向基带电压信号BB-，电阻R2的另一端连接电源电压VDD。

在上述的可上下变频复用的24GHz混频器中，第一跨导电路包括晶体管M5，第二跨导电路包括晶体管M6，晶体管M5源极接地，栅级与电容C1一端相连并接入正向基带电压信号BB+，漏级与开关级电路连接；晶体管M6源极接地，栅级与电容C2一端相连并接入反向基带电压信号BB-，漏级与开关级电路连接。