[发明专利]超宽频带信号发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号发生器，更具体地讲，涉及一种使用具有超宽频带(UWB)中的频率范围的谐波信号在需要的频率产生信号的信号发生器。

背景技术

在无线通信系统中，在接收器中接收的射频(RF)信号通过如图1所示的混频器10被转换成中频(IF)信号。混频器10将从压控振荡器(VCO)12传送的信号和RF信号进行混频，并将混频的信号的频率转换成IF信号的频率。

如上所述，包括在接收器中的VCO主要用于信道选择。为了将VCO用于频带选择，VCO必须具有更宽的频率控制范围。

然而，由于VCO中存在大量寄生电容器，所以图2所示的传统的VCO仅使用可变电抗器不能控制宽频率范围。

如图3所示，非线性元件产生相对于基频f的谐波，这些谐波产生于宽频带中。由于这些谐波的功率非常小，所以这些谐波不适合于振荡器信号。

发明内容

因此，已提出本发明来至少解决在现有技术中出现的上述问题，并且本发明的一目的在于提供这样一种信号发生器，该信号发生器使用功率电平高得足以被用作振荡器信号的谐波信号来产生超宽频带的频率范围中的谐波信号，并输出具有期望频率的谐波信号。

本发明的另一目的在于提供这样一种信号发生器，该信号发生器使用可调有源感应器(TAI)来产生功率电平高得足以被用作振荡器信号的谐波信号，并使用滤波器输出具有期望频率的谐波分量。

为了实现以上目的，提供一种超宽频带信号发生器，包括：可调有源感应器，用于产生具有在非线性操作范围内彼此相似的功率强度的谐波信号，该可调有源感应器能对其值进行调谐；振荡器，用于通过将从可调有源感应器产生的谐波信号频率转变成高频带来放大所述谐波信号并将其输出；和滤波器，用于选择性地输出从振荡器输出的谐波信号之一。

附图说明

从下面结合附图的详细描述，本发明的以上和其它目的、特征和优点将更清楚，其中：

图1示出传统的无线通信系统中的接收器的内部结构；

图2示出传统的VCO电路图；

图3是示出一般谐波的功率的曲线图；

图4是示出根据本发明的第一实施例的超宽频带信号发生器的电路图；

图5是等效于图4所示的滤波器模块的电路图；

图6是示出图4所示的TAI的示例的电路图；

图7是示出根据图4所示的TAI的输入电压的谐波功率的曲线图；

图8是用于解释从图4所示的振荡器输出的谐波的示图；

图9是示出通过图4所示的滤波器模块的可变电容器Cload选择具有相应频率的谐波信号的曲线图；

图10是示出根据本发明的第二实施例的超宽频带信号发生器的电路图；

图11示出对于图4所示的信号发生器的根据频率的输出功率；和

图12示出对于图4所示的信号发生器的根据基频变化的相位噪声。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意到，虽然相同或相似的部件显示在不同的附图中，但是尽可能地用相同的标号来命名附图中相同或相似的部件。在本发明的下面的描述中，当包含于此的公知的功能和结构的详细描述可能使得本发明的主题内容不清晰时，将省略公知的功能和结构的详细描述。

根据本发明的超宽频带信号发生器包括：可调有源感应器(TAI)，用于产生具有超宽频带的谐波信号；振荡器42，用于通过使用非线性元件产生谐波信号；和滤波器模块41，用于从从振荡器42输出的具有超宽频带的谐波信号中选择具有相应频率的信号并将其输出。

TAI可对其感应器值进行调谐，且通过电容器C3连接到振荡器42的晶体管Q1的基极。

振荡器42包括晶体管Q1，偏置电压Bias通过电阻器R1被输入到晶体管Q1的基极，电容器C1和C2置于地和晶体管Q1的基极之间。电流源I_core连接到晶体管Q1的发射极，并与电容器C1和C2连接。另外，连接到电压源VDD的感应器L_load和连接到输出端OUT的电容器C4与晶体管Q1的集电极相连。具有以上结构的振荡器42可通过将从TAI输入到其的谐波信号的频带转变成从振荡器42产生的高频率信号的频带来输出谐波信号。