[发明专利]双向混频器以及包括这种混频器的射频收发器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种双向混频器，以及包括这种混频器的射频收发器系统。 特别地，本发明可用于设计微波集成电路，特别是在毫米频带。

背景技术

射频通信系统一般包括诸如天线的接收和发送设备、处理单元以及使 信号能够在收发器设备和处理单元之间交换的接口。

一方面，为使接收/发送设备接收的信号可被处理单元处理，另一方面， 为允许发送处理单元产生的信号，接收和发送功能一般包括放大、滤波、 混频和调制/解调步骤。除了其它用途以外，为了使处理更容易，混频器用 于将高频信号转换到低频带。特别地，一些滤波器、计算器或解调器的使 用有时需要在被称为中频的次高频运行。

通信系统遇到的其中一个问题是同步发送/接收，或至少以半双工模式 发送/接收。特别地，进一步的困难随着使用混频器而出现。事实上，无论 在接收阶段还是发送阶段，不需要的频率信号在混频时产生。

为了解决通信系统的上述问题，如图1所示，使用与接收流分离的信号 发送流是众所周知的。这些处理流中的每个包括它自己的组成部分，并能 够在不严重影响伴随的流的情况下操作。这样的结构特别地具有增大电路 成本和尺寸的缺点。特别地，至少需要两个混频器5和7，一个用于接收阶 段，将高频信号转换为中频；另一个用于发送阶段，将来自处理单元的信 号转换为高频。在毫米频带(millimetric frequency band)中，特别地，这些 元件能够集成在被称为MMIC的微波集成电路上，MMIC是根据英语的微 波单片集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit)的首字母简略词。 然而，在设计阶段，集成在这种类型的电路上的这些元件的个数和尺寸是要 考虑的至关紧要的标准。

图1表示根据现有技术的射频收发器系统。系统1包括天线2、切换设 备3、处理单元4、本地振荡器5和两个混频器6与7。

在接收阶段，由天线2接收的频率为RF的信号S_RF由切换设备3发送 至第一混频器6的第一输入端6a。通过组合信号S_RF和由本地振荡器5在第 二输入端6b上提供的频率为F_OL的信号，第一混频器6在输出端6c上产生 与处理单元4的操作兼容的中频信号S_FI。

在发送阶段，处理单元4在第二混频器7的第一输入端7c上提供频率 为FI的信号S_FI。通过组合信号S_FI和本地振荡器5在第二输入端7b上提供 的频率为F_OL的信号，第二混频器7在输出端7c上产生频率为RF的信号 S_RF′。然后信号S_RF′被切换设备3发送到天线2，天线2能够发送该信号。

发明内容

本发明的一个目的是特别地使用对于发送和接收流公共的单个混频 器，在接收阶段和发送阶段中抑制不需要的频率。为了这个目的，本发明 的一个目的是提供双向信号混频器，适于根据两种模式操作：

○接收模式，组合包括频率分量RF和镜像分量频率IM的无线电信号 S_RF+IM和频率为F_OL的信号S_FOL，以产生具有中频FI的信号S_FI。

○发射模式，组合具有中频FI的信号S_FI和频率为F_OL的信号S_FOL，以产 生无线电信号S_RF，

该混频器至少包括：

○四个混频单元，每个混频单元适于组合两个信号以产生一个输出信 号，该输出信号相对于这两个信号中的第一个信号发生频率转换，

○第一移相装置，适于在每个混频单元上分配信号S_FOL，

○第二移相装置，适于在接收模式中在每个混频单元上分配信号S_RF+IM的 功率，

○第三移相装置，适于在接收模式中组合来自所述混频单元的多个信号 以产生不包含频率分量IM的信号S_FI，该被组合的多个信号包括反相的镜 像频率分量IM和同相的频率分量FI，