[发明专利]射频前端电路、混频装置及将射频装置降频的转换方法

说明书

【技术领域】

本发明是关于一种通讯系统及其通讯方法，特别是有关于一种射频前端电路、混频装置及将射频装置降频的转换方法。

【背景技术】

现有的无线通讯系统技术中，经常需要以低成本实现收发系统(Transceiver)，其中无线通讯系统包括数字无线电话机、数字式行动电话、无线调制/解调器、无线个人通讯网路装置。一般而言，上述的收发系统架构是在收发系统进行频率转换时利用混频器将射频(Radio-frequency，RF)讯号转换为中频(Intermediate Frequency，IF)讯号或是以反向方式将中频(IF)讯号转换为射频(RF)讯号。

一种现有的接收器称为直接转换(Direct Conversion)接收器，主要是直接将射频讯号降转为基频(Baseband)讯号。直接转换接收器的硬件架构容易实施，且与使用昂贵的中频讯号滤波器相比，此种直接转换接收器的成本较为便宜，因此直接转换架构所需要的成本远低于传统使用中频电路装置的接收器。然而，常因本地端震荡源(Local Oscillator，LO)与射频讯号之间的绝缘隔离不佳，因而产生自混频(Self-mixing)的效应，如图1所示。

在传统的谐振混频器(Harmonic Mixer)中，在本地端震荡源102与射频讯号104之间会有自混频100的问题，即在混频器108中本地端震荡讯号与射频讯号104互相混合而产生变动的直流(Direct-current，DC)中频讯号106，因而在射频讯号104进入混频器108之前，射频讯号104将因混入本地端震荡源的讯号而使基频放大器110饱和，而限制接收器的敏感度。

此外，现有的射频前端(Front-end)电路使用耦合电容组件以及其负载为电感性，这些组件与电阻性负载的特性相反，并且射频讯号与输入至混频器的本地端震荡讯号混频，如图2所示。在美国专利公告第6,351,502号所述，该专利揭露一种具有多步级降频滤波架构的射频前端电路，然而该电路的第一混频器202、第二混频器204以及低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)206的负载为电感性，导致在射频前端电路占用过大的电路面积。

此外，多步级降频滤波架构需要在低噪声放大器(LNA)206与第一、二混频器(202，204)之间使用额外的耦合电容组件210，此种方式因使用了额外的组件而产生过高的功率消耗。同时，上述的射频前端电路使用了复杂的混频架构，如该多步级降频滤波架构利用分频器208以及输入至该分频器208、混频器202及耦合电容组件210的本地端震荡讯号，而使射频讯号转换成讯号(S_I，S_Q)。

根据上述，需要发展一种具有第一、二混频器的简单混频架构，以改善现有复杂的混频架构，解决通讯系统中射频前端电路自混频的问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种射频前端电路，其具有简化结构的混频装置，以动态调整射频前端电路的中级频率。

本发明另一目的在于提供一种具有分频单元的混频装置，该分频单元产生若干频率讯号给第一、第二混频器，以改善射频前端电路的操作效率。

本发明又一要目的在于提供一种射频讯号降频的转换方法，以减少射频前端电路组件占用的面积，并且有效降低电路组件的功率消耗量。

为达上述目的，本发明一种射频前端电路，其包括带通滤波器、放大电路单元、第一混频装置及第二混频装置；其中带通滤波器用以接收一个第一射频讯号，并且依据该第一射频讯号产生一个第二射频讯号；放大电路单元，耦接于该带通滤波器，以放大该第二射频讯号并且输出一个第三射频讯号；第一混频装置耦接于该放大电路单元，用以将该第三射频讯号与一个第一频率讯号混频，以使该第三射频讯号降频而转换至一个中级频率并且输出一个中级频率讯号；第二混频装置连接于该第一混频装置，且该第一与该第二混频装置为叠接架构，该第二混频装置包含一个I-信道混频器和一个Q-信道混频器，该I-信道混频器，用以将该中级频率讯号与一个第二频率讯号作混频，以输出具有基频的I-信道讯号；该Q-信道混频器，用以将该中级频率讯号与一个第三频率讯号作混频，以输出具有基频的Q-信道讯号。