[发明专利]一种毫米波可重构倍频器电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种毫米波可重构倍频器电路及其控制方法。常规的毫米波倍频器电路只能实现输入信号的某一倍频输出，不能实现对多个倍频频率的选择与输出。本发明的毫米波可重构倍频器电路，包括基于变压器的输入匹配网络、放大级晶体管、二倍频晶体管、三倍频晶体管、电容、电阻和基于变压器的输出可重构匹配网络。本发明的毫米波可重构倍频器电路可以通过匹配网络和控制晶体管的偏置电压实现对输入信号的二倍频与三倍频的选择与输出，以及对基波和其他谐波的抑制。本发明的毫米波可重构倍频器电路可以作为双频收发机中的关键模块进行应用。

技术领域

本发明属于微波及毫米波芯片电路中的倍频器技术领域，具体涉及一种通过匹配网络和控制晶体管偏置电压实现不同倍频的选择与输出的毫米波可重构倍频器电路。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的迅速发展，以及各种无线终端的广泛使用，高速率的无线通信技术对更大的带宽和频谱资源的需求日益增加。毫米波频段因具有频率高、频带宽、传输速率快等特点而受到各界学者的广泛关注，并将其应用于通信、雷达、医疗等诸多领域，具有十分广泛的应用前景。

对毫米波电路而言，用于产生毫米波信号的信号非常关键，是毫米波电路的基础。通常直接使用振荡器得到所需信号，然而由于毫米波电路频率较高的特点，这种产生信号的方法在毫米波电路中较难实现，产生的信号相位噪声和频率稳定性也较差。因此，需要借助毫米波频段的倍频器，将振荡器产生的低频率信号进行频率倍增，从而得到毫米波频段的信号。

现在已有很多种毫米波倍频器电路的设计方案，但常规的毫米波倍频器电路只能实现输入信号的某一倍频输出，不能实现对多个倍频的选择与输出。这一局限极大地限制了一些毫米波电路系统如毫米波双频收发机的研发与应用。

发明内容

本发明的目的是为了实现对输入信号的多个倍频频率的选择与输出，以及对其他谐波的抑制，而提出的一种毫米波可重构倍频器电路及其控制方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的方案：

一种毫米波可重构倍频器电路，包括输入匹配网络、放大级晶体管、二倍频晶体管、三倍频晶体管、电容、电阻和输出可重构匹配网络；

所述的输入匹配网络由变压器构成，通过变压器初级线圈的一端与本振信号源相连接，另一端接地，次级线圈的两端分别与两个放大级晶体管的栅极相连，次级线圈的中心抽头与直流电压源相连，为放大级晶体管的栅极提供偏置电压；该输入匹配网络将单端输入的本振信号转为差分信号；

所述的两个放大级晶体管的漏极与第一级的两个二倍频晶体管的源极、三倍频晶体管的源极相连，源极均接地；第一级的两个二倍频晶体管的栅极相连后与直流电压源相连为其提供偏置电压，漏极相连后与第二级的一个二倍频晶体管的源极相连，第二级的一个二倍频晶体管的栅极与直流电压源相连为其提供偏置电压，漏极与输出可重构匹配网络相连；用于接地的二倍频晶体管的漏极与输出匹配网络的变压器相连，栅极与直流电压源相连为其提供偏置电压，源极与并联的电容和电阻相连后接地；二倍频晶体管与放大级晶体管一同构成层叠结构；两个三倍频晶体管的栅极相连后与直流电压源相连为其提供偏置电压，漏极分别与输出可重构匹配网络的两端相连；三倍频晶体管与放大级晶体管一同构成共源共栅结构；

作为优选，所述的放大级晶体管由两个NMOS晶体管构成；所述的二倍频晶体管由四个NMOS晶体管构成；所述的三倍频晶体管由两个NMOS晶体管构成。

作为优选，所述的放大级晶体管的栅宽为2um，叉指数量为28；二倍频晶体管的栅宽为2um，叉指数量为28；三倍频晶体管的栅宽为2um，叉指数量为26。