[发明专利]兼容超宽带国际标准和中国标准的射频接收机模拟基带链路

说明书

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种可以同时兼容超宽带Wimedia标准与超宽带中国标准的射频接收机模拟基带的链路。

背景技术

自从2002年 FCC开放 3.1～10.6 GHz 作为UWB频段以来，对UWB技术尤其是UWB射频收发机的研究迅速成为学术界和工业界的一个热点。随着Wimedia 成为UWB的国际标准以及中国UWB频段的确定，同时兼容Wimedia和中国标准将成为国内UWB射频芯片开发的一个方向。目前中国的UWB频段大致确定为低频段的：4092GHz-4884GHz；高频段：6072GHz-8776GHz；与Wimedia MB-OFDM标准相对应：其低频段相当于Wimedia BAND#3，在2010年后应用会受到限制，要求有DA（Detect And Avoid）； 其高频段覆盖Wimedia的整个BAND Group #3 和BAND Group #4的前两个BAND。目前，欧洲对3-5GHz频带内的发射功率限制非常严格，只有6-8.5GHz频带内的发射功率和FCC规定的类似；韩国和日本也只开放6-9GHz频带。 所以就长远的考虑，频段6-9GHz是一个比较好的选择，它不仅覆盖中国UWB高频段，也符合欧洲、日本和韩国等国家的UWB频谱政策，而且只要适当增加两个频点就可以完全兼容Wimedia 的两个完整Band Group（Band Group#3和#4）。所以无论从近期还是长期来看，设计6-9GHz UWB 收发机都是一个非常值得研究的课题。

在国际上MB-OFDM UWB射频收发器的研究发端于2004年左右，现在已经有了完整的芯片解决方案。而对超宽带中国标准，国内尚没有单位提出芯片解决方案，而针对UWB国际标准以及中国标准设计兼容两者的UWB收发机芯片是一个很重要的研究方向。

发明内容

本发明的目的在于针对超宽带Wimedia标准与超宽带中国标准的不同，提出了一种可以同时兼容两套标准的射频接收机模拟基带链路，及其实现电路。

本发明提出的同时兼容两套标准的射频接收机模拟基带链路，其架构如图2所示。模拟基带链路由前置预放大器(PRE_AMP)、可重构低通滤波器(LPF)与可编程增益放大器三个模块级联构成。其中，前置预放大器(PRE_AMP)的增益可以通过数字控制为-2dB，4dB，或10dB，从而在大增益时降低了系统的噪声，在小增益时提高系统的线性度，并且降低了前一级混频器的电容负载，避免混频器有限的带宽对接收机中频带宽的影响。低通滤波器(LPF) 的截止频率实现了数字可编程，通过数字控制位可以将低通滤波器的截止频率在264MHz和132MHz之间切换，从而实现接收机中频带宽可调。采用带宽足够大（大于300MHz）的可编程增益放大器作为最后一级，为接收机提供足够的可变增益。并且可编程增益放大器的带宽大于两种标准的中频带宽，因此不会对接收机带宽产生影响。

本发明中，前置预放大器与可编程增益放大器的电路结构如图3所示。该电路结构是一种带有局部负反馈结构的可变增益放大器，通过局部负反馈将输入电压转换为电流后通过镜像管转移到输出。当源级负反馈电阻比较大时，电路的跨导主要由电阻决定，因此在深度负反馈情况下，电路的增益只与负载电阻R_L与源级负反馈电阻R_S的比值有关，因此可以实现增益的精确可控。

本发明中，低通滤波器(LPF)的链路架构如图4所示，采用5阶切比雪夫结构的近似方法实现了如图所示的跨导电容结构的低通滤波器。其中低通滤波器的跨导采用了图中所示的改进的Nauta结构。这种结构将传统的Nauta结构的跨导的 每个管子都分开成串联的两个相同的管子，通过开关S可以选择是否将两个管子中的一个旁路。当S=1时，其中一个管子会被短路掉，而当S=0时，2个管子相当于串联在一起，这两个串联的管子相当于一个沟道长度为原来2倍的管子。也就是说，当2个管子都接入时，该结构的跨导只有原来的一半。此时，由该跨导构成的滤波器的截止频率也会变为原来的一半。基于这种原理，本发明设计的滤波器可以通过1位数字控制为实现滤波器的截止频率在132MHz跟264MHz之间切换，从而实现了同时兼容两种标准的模拟基带链路。