[发明专利]动态分频器电路

说明书

技术领域

本发明涉及动态分频器电路领域。

背景技术

动态分频器(DFD)是例如被用于汽车雷达系统的毫米波(30-300GHz)收发器的重要组件。这种系统通常包括一连串分频器。动态分频器通常被用作第一级分频器。由于其高频率性能，例如高操作频率和高带宽，DFD往往基于再生分频器。

DFD的第一个例子是由Rainer H.Derksen和Hans-Martin Rein在1988年3月的第36卷第3号第537-541页的关于微波理论与技术的IEEE事务的“单片集成在标准双极技术的7.3-GHz动态分频器”被公开的。在毫米波频带操作的DFD的第二个例子是由Nils Pohl等人在2009年10月的第44卷期号10第2655-2662页的固态电路IEEE杂志的“具有80GHz中心频率的超宽调谐范围的SiGe双极VCO”被公开的。

图1示意性地呈现了已知的现有技术DFD 100的拓扑结构。互阻抗放大器102、开关-四对电路106和RF-对电路110的串联布置耦合于电压电源轨V+和V-之间。高频输入信号112在RF-对电路100的输入端口被接收，其中RF-对电路100放大高频输入信号112，并给开关-四对电路106提供放大的高频信号108。开关-四对电路106向互阻抗放大器102提供包括混合频率信号的信号104，其中互阻抗放大器102放大接收的信号并且给发射极跟随器118的两个级提供放大的信号114。发射极跟随器118的两个级的输出信号116被反馈给开关-四对电路106。输出信号116包括信号，该信号的频率是高频输入信号112的频率的一半。开关-四对电路106将放大的高频信号108与发射极跟随器118的两个级的输出信号116进行混合。发射极跟随器118的两个级的输出信号116也被提供给提供分频输出信号122的输出发射极跟随器电路120。分频输出信号122的频率是高频输入信号112的频率的一半。发射极跟随器电路120和发射极跟随器118的两个级耦合于电源电压线V+、V-之间。

图2示意性地呈现了现有技术DFD的电路200。图1的电路的不同元件被显示。高频输入信号112从输入放大器电路被接收。RF-对电路110包括在共同发射模式布置的差分对双极型晶体管，这意味着每个晶体管在其基极接收另一个信号，集电极是RF-对电路110的输出节点以及晶体管的发射极彼此耦合。开关-四对电路106包括双差分对双极型晶体管并且每个差分对在共同发射模式中被布置。差分对的晶体管被耦合，以便如果两个晶体管的基极耦合于相同的控制信号，集电极耦合于开关-四对电路106的另一个输出终端。RF-对电路110和开关-四对电路106的组合形成了充当混频电路的Gilbert-单元。开关-四对电路106的输出信号被提供给互阻抗放大器102。连同发射极跟随器118的两个级，互阻抗放大器102提供足够大的增益以在毫米波频谱范围内操作DFD。输出发射极跟随器电路120充当了附加缓冲器以驱动另一级/电路系统，并防止DFD反馈回路被另一级/电路加载的太多。

现有技术DFD的运作需要至少5伏的相对较高的电压电源以给毫米波段内的频率获得高品质DFD。此外，输出发射极跟随器电路120必须在相对高的电流操作点工作以提供有利的高频性能。因此，已知的DFD电路不能在低电压(例如，3.3伏)和低功率电路中使用。

发明内容

如所附权利要求所描述的，本发明提供了一种动态分频器电路、集成电路、半导体器件、毫米波收发器和雷达系统。

本发明的特定实施例在从属权利要求中被陈述。

根据下文中描述的实施例，本发明的这些或其它方面将会很明显并且被阐述。

附图说明

根据附图，仅仅通过举例的方式，本发明的进一步细节、方面和实施例将被描述。在附图中，类似的符号被用于表示相同的或功能相似的元素。为了简便以及清晰，附图中的元素不一定按比例绘制。

图1示意性地显示了现有技术的动态分频器(DFD)电路，

图2示意性地显示了另一个现有技术的DFD电路，

图3a示意性地显示了根据本发明的第一方面的动态分频器电路的实施例的例子，

图3b示意性地显示了RF-对的实施例的例子，

图3c示意性地显示了开关-四对的实施例的例子，

图4示意性地显示了动态分频器电路的例子。

具体实施方式