[发明专利]一种宽频带正交信号产生装置

说明书

本发明公开了一种宽频带正交信号产生装置，包括可变相位RC单元、功率分配单元、相位差检测单元及调理电路单元，可变相位RC单元包括四个RC子单元；该装置采用单节RC多相滤波器即可覆盖0.2GHz‑6GHz的频段，对正交输出信号采用鉴相器进行鉴相，得到相位差信号，将相位差信号经过调理后再加载到变容二极管上面，实时进行调整，保证了正交信号的准确性。且本发明仅需要一节RC相位调整单元，引入的损耗较小，而不需要额外的放大单元进行补偿；所采用的实时调整环路使相位误差显著降低，可广泛应用到各类收发信机里面。

【技术领域】

本发明属于射频天线技术领域，尤其涉及一种宽频带正交信号产生装置。

【背景技术】

无线通信系统发展非常迅速，得到了广泛的应用。第五代移动通信系统正在进入商用，相关的技术已经得到了广泛而深入的研究。其中，在收发信机结构设计上基本没有显著的变化。其收发信机结构主要方法有：超外差收发信机、零中频收发信机、数字中频收发信机等几类。对于用户终端接收机而言，由于其数量庞大，价格敏感，目前普遍的设计方法是尽量简化用户终端接收机设计，同时可以适当的增加基站的复杂度。从而，对于用户终端而言，往往采用结构简化的零中频接收机。零中频接收机需要两路本机振荡器，一路为同相分量I，一路为正交分量Q，其相位差为90度。其同相分量I与正交分量Q的相位差的准确性将严重影响通信质量及接收机的性能指标。

现有的正交信号发生器，分为如下几类。

基于DDS的正交信号发生器，DDS产生的正交信号其相位差异非常小，通常小于0.1度，频率低的时候甚至小于0.02度，性能非常优异。但是，采用DDS产生正交信号有着几大缺点：i)目前主流的DDS商用产品其最高可用频率在1.4GHz左右，如Analog公司的AD9914芯片；ii)DDS芯片的功耗普遍较高且与工作频率及精度成正比，如AD9914芯片其功耗平均约2.2W，大大超出了移动终端的承受能力；iii)DDS芯片的成本居高不下，如AD9914芯片的价格的参考价格为135美元/片。基于如上几点，DDS芯片目前不太可能应用到价格敏感的消费类移动终端设备中。

基于数字分频的正交信号发生器，本机振荡器产生的信号分成两路，一路经过一个D触发器，另外一路先经过反相器后，再进入到另外一个D触发器。则两个D触发器输出的信号其相位差为90度。此种工作模式可以在很宽的频段内工作，目前得到了广泛的应用。但是，其最大的缺点是振荡器频率高了两倍。从而，大大提高了对工艺及器件的要求。

基于无源多相滤波器的设计，其基本原理如图2所示，可见，其有多级相同的节组成，要想提高该类型的正交信号发生器的带宽，需要不断增加节数(图2中为3节)。但是，随着节数的增加，对信号的衰减越大，需要额外增加放大器进行补偿。同时，衰减过大会导致信号相位噪声等指标变差而不实用。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种宽频带正交信号产生装置，以解决现有正交信号发生器准确性差、频带范围小、结构复杂的问题。

本发明采用以下技术方案：一种宽频带正交信号产生装置，包括可变相位RC单元、功率分配单元、相位差检测单元及调理电路单元，可变相位RC单元包括四个RC子单元；

其中，正向输入信号分别与第一RC子单元的电阻R1的一端、电容C12的一端、第二RC子单元的电阻R2的一端、电容C21的一端相连接；

负向输入信号分别与第三RC子单元的电阻R3的一端、电容C31的一端、第四RC子单元的电阻R4的一端、电容C41的一端相连接；

电阻R1的另一端分别与同相I支路功率分配单元的电阻R5的一端、R6的一端、第四RC子单元的电容C42的一端相连接；电阻R5的另一端为同相I支路的对外输出端；电阻R6的另一端连接至相位差检测单元的第一输入端；