[发明专利]一种带放大和混频功能切换的5G双频带上混频器及终端

说明书

本发明属于5G毫米波通信技术领域，公开了一种带放大和混频功能切换的5G双频带上混频器及终端，第一双平衡有源混频器和第二双平衡有源混频器串联连接，第一双平衡有源混频器两端分别与第一变压器和第二变压器连接，第二双平衡有源混频器两端分别与第二变压器和第三变压器连接；第一双平衡有源混频器设置有第一MOS管和与第一MOS管连接的第四变压器；第二双平衡有源混频器设置有第二MOS管和与第二MOS管连接的第五变压器。本发明通过将两个双平衡混频器串联，后级的混频器可以通过控制偏压和交流信号开关从而切换为放大器功能，使得整个混频器可以进行一次混频或两次混频，分别对应两个频带的射频信号，因此可以实现双频带上混频。

技术领域

本发明属于5G毫米波通信技术领域，尤其涉及一种带放大和混频功能切换的5G双频带上混频器及终端。

背景技术

目前，在5G毫米波技术的提出与应用，需要射频芯片同时处理27GHz和39GHz两个频率附近的射频信息，实现双频带的收发通信。对于发射机芯片，不仅需要能够同时放大两个频带的信号，还需要采取合适的变频方式，使得中频信号与本振信号混频结果可以覆盖两个射频频带。

以中国的5G毫米波频段24.25-27.5GHz和37.5-42.5GHz为例，对于单频点本振的变频方式，若本振频率小于24.25GHz，则双频带下变频后，中频的上限将超过42.5GHz-24.25GHz＝18.25GHz，中频过高将失去下变频的意义，并增加中频链路的设计难度。因此，常见的上变频方案采用改变本振频率的方式，在中频频率较低的情况下变换本振频率，以覆盖两个不同的频带。中频信号取4-6GHz，变换本振频率20.25-36.5GHz。其电路基本结构采用常见的吉尔伯特型有源混频器或无源环形混频器，虽然可以实现双频带上混频，但是仍然存在很多问题，相应的缺点如下：

(1)本振链路带宽压力较大。这种方案的中频虽然只有4-6GHz，但是本振需要取到20.25-36.5GHz的频带范围，相对带宽约为57％，会使得本振链路带宽设计压力较大，特别是其中的倍频器模块，设计难度很大。

(2)边带信号会落在射频频带内。由于中频频率带宽较窄，所以射频频带的覆盖主要靠本振频率的变换来完成。在本振频率变换的过程中，一个本振的边带频率有可能和另一个本振的射频频率很近，甚至重合。例如，当本振频率取22GHz时，可以上混频得到26-28GHz的射频信号，当本振取32GHz时，既可以得到36-38GHz的射频信号，也可以得到26-28GHz的边带信号，这个边带信号会随着发射机发射出去，对其它使用26-28GHz射频频段进行通信的设备造成干扰。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：在5G毫米波通信技术的应用中，将中频信息上混频到27GHz和39GHz附近的频段，难以在对边带频率抑制的同时，降低中频和射频链路的带宽设计压力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种带放大和混频功能切换的5G双频带上混频器。

本发明是这样实现的，一种带放大和混频功能切换的5G双频带上混频器包括：

第一双平衡有源混频器和第二双平衡有源混频器；

所述第一双平衡有源混频器和第二双平衡有源混频器串联连接，所述第一双平衡有源混频器两端分别与第一变压器和第二变压器连接，所述第二双平衡有源混频器两端分别与第二变压器和第三变压器连接；

所述第一双平衡有源混频器设置有第一MOS管和与第一MOS管连接的第四变压器；

所述第二双平衡有源混频器设置有第二MOS管和与第二MOS管连接的第五变压器。

进一步，所述第一变压器的初级线圈一端连接IF信号端口，另一端接地，次级线圈一端连接第一MOS管M1、M2的源极，另一端连接第一MOS管的M3、M4的源极，次级线圈的中心抽头接地；