[发明专利]低功耗全自动调整宽带接收机射频前端

说明书

本发明提供一种低功耗全自动调整宽带接收机射频前端，包括低噪声放大模块，用于将宽带单端射频信号放大并转换为差分电流信号；本地振荡器用于提供本振信号；正交混频器用于对差分电流信号与本振信号进行正交混频，以生成中频差分电流信号；跨阻放大器用于将中频差分电流信号转换为中频差分电压信号；IIP2校准模块用于降低射频前端IIP2影响；接收信号强度指示模块用于发送第一放大倍数控制信号和差分失配控制信号至低噪声放大模块以及发送第二放大倍数控制信号到跨阻放大器，以使中频差分电压信号满足幅度和失配度要求。本发明的低功耗全自动调整宽带接收机射频前端具有功耗低、噪声低和高集成度的优点，且能够全自动调整增益和变换带宽。

技术领域

本发明涉及无线通信的宽带多模式、低功耗和高集成度技术领域，特别是涉及一种用于低功耗全自动调整宽带接收机射频前端。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展以及无线通信需求的不断提高，不仅仅在人与人之间，人与物之间以及物与物之间的无线通信也越来越重要。近几年以来，一些新无线通信协议越来越多，尤其是在物联网无线通信领域，如LoRa、NB-IoT和eMTC等。这些无线通信协议不仅能够满足新的应用场景需求，而且大大丰富了人们生活方式，如智能抄表、智能停车、智能门锁以及智能家居等。由于国内外频谱资源管理不同，一个无线通信协议在不同国家可能运行不同频段。因此，无线通信设备同时兼容全球频段越来越重要。另外，为了满足不同无线通信需求，同时支持不同无线通信协议的设备也越来越重要。因此，兼容多种模式、多种频段宽带的射频前端研究成为热点。

目前，针对物联网无线通信领域，尤其宽带射频前端方向投入大量人力和物力进行研究。同时集成电路技术领域发展也使得兼容多种模式的无线通信产品和设备成为可能，并进一步推动了无线通信设备小尺寸和高集成进程。随着研究深入，现有技术中满足全球频段通信以及不同无线通信协议的无线通信产品和设备越来越多。但是，这些大部分采用多个射频通道进行接收，大大增加了无线通信设备的体积，并且这些射频通道使用大量射频前端也相应地增加了射频前端成本。比如，针对具体无线通信应用为了避免其他频段干扰，一般每个射频前端采用相应的片外SAW filter抑制干扰信号，以及片外巴伦将射频天线接收到单端信号转化为差分信号便于后级信号传输。因此，如果无线通信设备兼容不同射频通道和模式需要使用大量声表面波滤波器(Surface Acoustic Wave，SAW滤波器)和平衡不平衡变换器(Balance-unbalance，巴伦)，这将会极大地增加无线通信设备体积和成本。

为了解决无线通信设备的成本和体积问题，用于物联网通信的低功耗、小体积和高集成度宽带射频前端研究尤其重要。同时，无线通信设备还需要根据接收不同射频信号能量强弱灵活地改变信号放大倍数以满足系统需求。近来，无线通信的宽带射频前端研究和报道也有很多，例如论文The BLIXER，a Wideband Balun-LNA-I/Q-Mixer Topology针对超宽带无线通信采用噪声消除射频前端接收信号。虽然该论文实现宽带射频信号接收并将单端信号转为差分输出，但是噪声系数较大以及不能灵活地调整射频信号放大倍数，限制其在无线通信应用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低功耗全自动调整宽带接收机射频前端，能够满足低功耗、低噪声和高集成度的要求，且能够根据系统需求实现增益全自动调整和不同带宽灵活变换。