[发明专利]低功耗混频优先型宽带接收机前端模块

权利要求书

1.低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，其特征在于，基于混频优先架构，不需使用外部匹配网络，实现从天线到接收机前端的阻抗匹配，实现高Q的带通滤波特性，包括三次谐波混频器、12级环形压控振荡器、TIA跨阻运算放大器，所述三次谐波混频器与12级环形压控振荡器、TIA跨阻运算放大器连接，12级环形压控振荡器为三次谐波混频器提供所需的本振信号，三次谐波混频器，用于利用本振的三次谐波分量将RF射频信号下变频为零中频信号，TIA跨阻运算放大器，用于对经三次谐波混频器下变频的零中频信号经过TIA跨阻运算放大器进行放大和滤波后输出。

2.根据权利要求1所述低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，其特征在于，所述三次谐波混频器采用无源架构，直接与天线相连，将从天线进入三次谐波混频器的射频信号与本振信号的三次谐波项进行下变频。

3.根据权利要求2所述低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，其特征在于，所述将从天线进入三次谐波混频器的射频信号与本振信号的三次谐波项进行下变频是：

射频输入信号与三次谐波混频器的驱动开关管的本振信号的傅里叶展开式做乘积，利用积化和差关系将信号在数学上做频率变换，得到的信号累积在电容上并在电容上求和得到输出信号V_out+-V_out-。

4.根据权利要求3所述低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，其特征在于，所述三次谐波混频器包括两个差分电流路径I+、I-形成的两个差动对；I+路径由P1、P3、P5驱动的三个第一MOS管组成，I-路径由P2、P4、P6驱动的三个第二MOS管组成；P1、P2、P3、P4、P5、P6依次相差60°，占空比为1/6；两个差动对在下变频后抑制了偶数次谐波，每个差动对通过将来自3个路径的信号与各自以360°/3相位差工作的混频器相结合，使3个路径的3*(2n-1)次谐波分量的信号在基带同向而其他谐波分量在基带相异而抵消。

5.根据权利要求4所述低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，其特征在于，三个第一MOS管的漏极相接后作为信号输入端以接收V_RF信号，三个第一MOS管的源极相接后作为信号输出端以输出V_OUT+信号；

三个第二MOS管的漏极相接后作为信号输入端以接收V_RF信号，三个第二MOS管的源极相接后作为信号输出端以输出V_OUT—信号；

三个第一MOS管的源极以及三个第二MOS管的源极各自接一个电容C_L的一端，电容C_L的另一端接地。

6.根据权利要求1所述低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，其特征在于，12级环形压控振荡器采用12级反相器环形连接，每一级反相器后取振荡后的输出信号PHI1、PHQ1、PHI2、PHQ2、…、PHI6、PHQ6，每级相位差30°且占空比为二分之一，12相输出经过相互组合通过或非门电路；

或非门电路将二分之一占空比调节为六分之一，最后经驱动缓冲器得到输出信号PI1、PQ1、PI2、PQ2、…、PI6、PQ6；同时，在振荡器环路中加入注入锁定结构降低整个频段上的相位噪声；最终12级环形压控振荡器为I/Q路径的三次谐波无源混频器提供占空比六分之一的六相方波信号。

7.根据权利要求1所述低功耗混频优先型宽带接收机前端模块，其特征在于，所述TIA跨阻运算放大器提供整个系统所需要的电压增益和10MHz的信号带宽，采用自偏置电流复用反相器结构的跨阻运算放大器。