[发明专利]一种K波段的折叠式双平衡有源混频器

说明书

本发明涉及混频器技术，特别涉及一种K波段的折叠式双平衡有源混频器，包括第一平衡‑不平衡转换器T1、第二平衡‑不平衡转换器T2、第一跨导放大电路、第二跨导放大电路、第一电流源电路、第二电流源电路、开关级电路、负载级电路、第一缓冲电路和第二缓冲电路。该混频器解决了传统混频器结构噪声、增益和线性度间的折中问题，有效提升混频器的整体性能指标。提高了增益并减小噪声；获得了较理想的开关性能和较大的输出摆幅空间，扩展了电路的线性度；通过消除寄生电容的影响，使增益和噪声性能进一步提高。且电路在驱动后级50欧姆负载时能够不衰减信号幅度。

技术领域

本发明属于混频器技术领域，尤其涉及一种K波段的折叠式双平衡有源混频器。

背景技术

随着智能交通的迅速发展，雷达传感器在汽车驾驶辅助系统中的运用越来越广泛，24GHz雷达传感器以其波束角度小、灵敏度高、体积小巧等优势迅速成为汽车驾驶辅助系统中应用最为广泛的雷达传感器。混频器作为雷达传感器系统中负责频率变换的关键模块，具有十分重要的地位，其性能优劣直接决定着整体系统的性能。设计出高性能的混频器，对于现代汽车雷达传感器系统的发展具有十分重要的意义。

混频器的设计一般采用双平衡有源结构，但传统的双平衡电路呈多层堆叠式结构，占用了较多的电压空间，难以进行低电压低功耗设计。混频器的噪声和线性度主要由跨导级电路决定，为改善噪声和线性度，需要提供电路较大的偏置电流，但大电流会在负载级产生较大压降，导致开关级晶体管进入线性区，电路无法正常工作；使用源极电感负反馈技术可在不引入热噪声的情况下有效提高线性度，但会显著的减小增益；增大本振信号摆幅可以提高增益，但大本振信号会通过晶体管寄生电容间接引入闪烁噪声，同时产生更严重的本振信号串扰。可以看到，传统的双平衡电路结构在噪声、增益和线性度间面临艰难的折中问题，难以满足高性能设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高了增益并减小噪声，既获得较理想的开关性能和较大的输出摆幅空间，还扩展了电路的线性度，同时消除寄生电容的影响，使增益和噪声性能进一步提高的混频器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种K波段的折叠式双平衡有源混频器，包括第一平衡-不平衡转换器T1、第二平衡-不平衡转换器T2、第一跨导放大电路、第二跨导放大电路、第一电流源电路、第二电流源电路、开关级电路、负载级电路、第一缓冲电路和第二缓冲电路；

第一平衡-不平衡转换器输出一端为正向本振电压信号LO+，另一端为反向本振电压信号LO-；

第二平衡--不平衡转换器输出一端为正向射频电压信号RF+，另一端为反向射频电压信号RF-；

第一跨导放大电路和第二跨导放大电路分别接入正向射频电压信号RF+和反向射频电压信号RF-，且分别转换为正向射频电流信号和反向射频电流信号，并耦合至开关级电路；

第一电流源电路和第二电流源电路向开关级电路输出直流电流；

开关级电路分别接入正向本振电压信号LO+和反向本振电压信号LO-控制其导通和截止，对正向射频电流信号和反向射频电流信号进行周期性换向，产生正向中频电流信号和反向中频电流信号并输入至负载级电路；

负载级电路接入电源电压VDD，并将正向中频电流信号和反向中频电流信号转换为正向中频电压信号IF+和反向中频电压信号IF-，实现混频；

第一缓冲电路和第二缓冲电路分别接入正向中频电压信号IF+和反向中频电压信号IF-进行缓冲放大成为输出信号。