[发明专利]一种基波混频和谐波混频杂交型毫米波双频带无源混频器

说明书

本发明公开了一种基波混频和谐波混频杂交型毫米波双频带无源混频器，其包括第一级环形混频核、第二级环形混频核、本振分配网络、准双工器、射频巴伦和负载电容；通过在两级环形混频核之间引入准双工器，得到了两条不同的变频路径，其中一条变频路径(路径一)为基波混频，适用于毫米波低频带，另一条变频路径(路径二)为谐波混频，适用于毫米波高频带；通过合理配置本振频率，该混频器不仅能在两个不同的毫米波频段之间切换使用，还能在两个频段同时工作。

技术领域

本发明属于毫米波技术领域，涉及一种毫米波双频带无源混频器，尤其涉及一种既能在两个不同的毫米波频段切换使用、也能在两个频段同时工作的基波混频和谐波混频杂交型毫米波双频带无源混频器。

背景技术

随着5G时代的来临，毫米波频段的应用成为了各国通信产业关注的热点。当前，世界上多个国家和地区都已发布了用于5G部署的毫米波频谱，例如中国的24.75-27.5GHz和37-42.5GHz频段，欧盟的24.25-27.5GHz频段，以及美国的27.5-28.35GHz、37-40GHz和47.2-48.2GHz等多个频段。为了使同一芯片/系统支持多个毫米波频段的应用，传统上需要在该芯片/系统中集成多个针对单一频段设计的毫米波收发通道，导致芯片/系统的面积、复杂度、功耗和成本等成倍地增加。另一种更具吸引力的方法是在多个毫米波频段之间实现尽可能多的器件共用，从而降低了毫米波多频带芯片/系统的面积、功耗和成本。

毫米波双频带混频器是毫米波双频带系统中的关键部件。现有的双频带混频器大多采用传统的基波混频结构，再通过精心设计的阻抗匹配网络使其本振与射频端在两个不同频段同时获得匹配。然而，双频带基波混频器要求其本振覆盖带宽与射频带宽基本一致，这对于毫米波双频带应用所需的本振提出了较高的要求。另一种双频带混频器是在基波混频器的基础上，选择将输入信号与本振的基波分量或谐波分量进行混频，从而在本振的基波频率范围和谐波频率范围实现双频带应用。除此之外，通过调整混频器的工作模式，使其在基波混频模式和谐波混频模式之间切换，也可以获得类似的双频带混频功能。这两种双频带混频器在较高的毫米波频带使用了本振的谐波分量或谐波混频模式，有效地降低了本振的工作频率，从而缓解了毫米波高频段的本振设计难题，但它们只能在两个频带之间切换使用，无法在两个频带同时工作，导致其功能和应用范围受到了很大的限制。

因此，需要一种新型的毫米波双频带混频器，在降低本振设计难度的同时，实现既能在两个不同频带之间切换使用，也能在两个频带同时工作，这对于扩展现代毫米波系统的功能、带宽及减小系统的尺寸、功耗和成本等方面具有重要的作用。

发明内容

本发明提供一种基波混频和谐波混频杂交型毫米波双频带无源混频器。该混频器既能在两个不同的毫米波频带之间切换使用，也能在两个频带同时工作，有利于扩展其功能和应用范围。

本发明采用如下技术方案：

一种基波混频和谐波混频杂交型毫米波双频带无源混频器，包括第一级环形混频核、第二级环形混频核、本振分配网络、准双工器、射频巴伦、负载电容；

所述第一级环形混频核包括四个相同的晶体管以双差分对的形式连接；

所述第二级环形混频核也包括四个相同的晶体管以双差分对的形式连接，第二级环形混频核的漏极与负载电容C_L的两端连接，作为差分的第二中频IF₂端口；