[发明专利]一种改善射频变频系统带宽和线性度的方法

说明书

本发明涉及一种改善射频变频系统带宽和线性度的方法。本发明在正交I/Q混频器中引入反向跨导用于消除射频变频系统中的三阶非线性；同时，在射频变频系统中的本振中增加两级低通LC滤波器谐振电路，用于在高频段优化电感和电容的谐振点，保证本振高频输出到正交I/Q混频器的信号幅度和线性度。使用本发明改进后的电路在实际测试中，实现了30MHz~10GHz完整的宽带覆盖，线性度在10GHz比1GHz恶化2.7dB，比传统电路线性度改善10dB以上。

技术领域

本发明属于集成芯片技术领域，具体涉及一种改善射频变频系统带宽和线性度的方法。

背景技术

随着5G、卫星通信及物联网等无线通信技术的发展，需要射频电路覆盖频率尽可能大，实现射频电路的通用化和软件无线电平台化。在部分应用场景下，需要构建300MHz～10GHz的超宽带射频收发系统(UWB)。宽带射频系统有利于提高通信容量，有更好的抗干扰和抗多径特征，成为射频集成电路技术发展方向。

宽带射频收发系统通常采用高阶调制方式，比如16QAM甚至OFDM 64QAM等调制方式，以提高信息容量，高阶调制对射频收发通道线性度要求非常高，所以射频集成电路的基本需求是宽带和高线性。宽带射频收发系统一般采用变频收发机架构，因此射频变频系统的带宽和线性度成为制约宽带射频收发系统性能的重要因素。

目前射频变频系统无法在单一电路中同时满足超宽带覆盖和高线性度，一般分段优化，如分为300MHz～3GHz、3GHz～6GHz、6GHz～10GHz分别优化，这样会导致系统复杂度增加，应用灵活性不足等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种改善射频变频系统带宽和线性度的方法。

本发明的技术方案如下：

一种改善射频变频系统带宽和线性度的方法，具体是：

在正交I/Q混频器中引入反向跨导用于消除射频变频系统中的三阶非线性；

同时，在射频变频系统中的本振中增加两级低通LC滤波器谐振电路，用于在高频段优化电感和电容的谐振点，保证本振高频输出到正交I/Q混频器的信号幅度和线性度。

进一步说，混频器的电路中加入不同偏置电压产生用于反向跨导。

进一步说，在混频器的电路中增加MOS管，与原电路的偏置管形成对管，从而抵消原电路的偏置管的三阶跨导，消除三阶非线性。

进一步说，所述两级低通LC滤波器谐振电路中的其中一级增加到原有两级RC电路中间，从而在5GHz～8GHz范围内增加了一个谐振点，提升增益；另一级增加到本振的输出级，从而在7GHz～11GHz范围内又增加一个谐振点，提升高频增益。

进一步说，所述的两级低通LC滤波器谐振电路均采用谐振电感。

本发明的有益效果：

本发明针对射频变频系统带宽和线性度，具体是针对混频器和本振分别提供线性度和带宽改善方法，这两种方法的结合使用，可以有效的提升射频变频系统的带宽和线性度。使用本发明方法的电路在实际测试中，实现了30MHz～10GHz完整的宽带覆盖，线性度在10GHz比1GHz恶化2.7dB，比传统电路线性度改善10dB以上。

附图说明

图1为混频器的电路结构图；

图2为本发明改进后的混频器的电路结构图；

图3为MOS管偏置电压与跨导关系图；

图4为传统的正交本振电路图；

图5为本发明改进后的本振电路图；

图6为传统变频电路带宽与本发明方法改进后的电路带宽对比图。

具体实施方式