[发明专利]一种正交本振信号发生器、本振链路和射频收发机

说明书

本文公开一种正交本振信号发生器、本振链路和射频收发机，本发明实施例正交本振信号发生器包括：包含两级级联单元的多相滤波器和具备正交耦合功能的倍频器；其中，多相滤波器的第一级级联单元将差分信号转换为第一正交信号，第二级级联单元对获得的第一正交信号进行带宽扩展，获得第二正交信号；倍频器对获得的第二正交信号进行倍频放大和预设角度的相移，获得预设频率的正交本振信号。本发明实施例通过级联结构的多相滤波器对差分信号分别进行信号转换和带宽扩展，提升了生成的正交信号的正交性能，通过具备正交耦合功能的倍频器对获得的正交信号进行倍频放大和预设角度的相移，提升了获得的本振信号的相位噪声性能。

技术领域

本文涉及但不限于毫米波通信技术，尤指一种正交本振信号发生器、本振链路和射频收发机。

背景技术

随着通信技术的发展，人们对无线传输数据率的需求越来越高，带宽成为了主要瓶颈。目前，主要的商用通信系统大多工作在6GHz以下，提升工作频率是攻克这一瓶颈的有效方法。近年来，毫米波通信技术飞速发展，其中 60吉赫兹(GHz)频段被认为是最适合毫米波通信的频段。本振链路是毫米波射频收发机中最难设计的部分，尤其是本振链路中的正交本振信号发生器。

相关技术中，实现60GHz频段的毫米波通信的正交本振发生器主要有以下三种：第一种：直接用正交压控振荡器(QVCO)产生60GHz四相正交信号；这种方案电路简单，同相(I)和正交(Q)两路信号的正交性较好，但相位噪声性能差。第二种：用压控振荡器(VCO)产生60GHz差分信号，再用无源电路产生正交信号。这种方案存在以下问题：1、60GHz下容抗管的品质因子(Q值)比较低，VCO的相位噪声性能差；2、无源器件的输入输出阻抗都在50欧姆(ohm)左右，会在本振链路上引入8-10分贝(dB)的损耗，再考虑无源网络本振6dB左右的损耗，一共会有15dB以上的损耗。第三种：先用VCO产生低频的本振，再利用正交注入锁定倍频器(QILO)产生60GHz 正交本振信号；一般的是采用VCO产生20GHz的差分信号，再经过QILO产生60GHz正交本振信号。这种方案的相位噪声性能较好，但因为注入到QILO 中的信号是差分的，因此输出的正交本振信号的正交性比较差，尤其是幅度失配。

综上，设计实现一种相位噪声性能和正交性均满足应用的毫米波的正交本振信号发生器，成为本振链路设计中需要解决的一个问题。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供一种正交本振信号发生器、本振链路和射频收发机，能够获得相位噪声性能和正交性均满足毫米波判断的正交本振信号。

本发明实施例提供了一种正交本振信号发生器，包括：包含两级级联单元的多相滤波器和具备正交耦合功能的倍频器；其中，

多相滤波器设置为：通过第一级级联单元将差分信号转换为第一正交信号；通过第二级级联单元对转换获得的第一正交信号进行带宽扩展，获得第二正交信号；

倍频器设置为：对获得的第二正交信号进行倍频放大和预设角度的相移，获得预设频率的正交本振信号。

在一种示例性实施例中，所述第一级级联单元和所述第二级级联单元的工作频率存在预设偏差。

在一种示例性实施例中，所述第一级联单元包括：四个环形连接的第一滤波模块；其中，

所述第一滤波模块包括串联的第一电阻和第一电容，各所述第一滤波模块分别设置为对所述差分信号进行预设相位差的移相，以获得相应相位的所述第一正交信号。

在一种示例性实施例中，所述第二级联单元包括：四个环形连接的第二滤波模块；其中，

所述第二滤波模块包括串联的第二电阻和第二电容，各所述第二滤波模块分别设置为对其中一个相位的所述第一正交信号进行带宽扩展，获得与各相位第一正交信号对应所述第二正交信号。