[发明专利]60GHz接收机

说明书

技术领域

本发明属于无线收发机技术，特别涉及频率综合器技术。

背景技术

工作在60GHz附近7GHz开放带宽的无线通信系统可以实现几个Gbps的高数据传输率。60GHz电磁波在大气中的高衰减率使其适用于无线个人局域网通讯技术WPAN、高清晰度多媒体接口HDMI等室内短距离应用。毫米波频段收发机一般采用III-V族工艺实现，因为III-V族工艺在高频时能达到很好的性能。尽管如此，为了市场量产，设计者和代工厂对廉价的互补金属氧化物半导体CMOS工艺产生了浓厚的兴趣并开始在硅片上设计毫米波收发机。毫米波频段收发机越来越多地采用CMOS工艺实现。

用于提供本地振荡的频率综合器是60GHz收发器中的核心电路。已有一些为60GHz系统设计的锁相环报道，比如单模锁相环和包含可编程分频器的多信道频率综合器。虽然某些锁相环的锁定范围能够覆盖60GHz频段，但它们都不能与由IEEE 802.15.3c（信息技术IEEE标准—系统间的通信和信息交换—局域和城域网特殊要求第15.3部分：高速率无线个域网的无线媒体接入控制MAC和物理层PHY规范）定义的四信道载波频率：58.32,60.48,62.64,64.8GHz兼容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供与IEEE 802.15.3c标准相兼容的，能够准确接收58.32,60.48,62.64和64.8GHz这四个信道载波频率的接收机。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种60GHz接收机、包括低噪声放大器、第一级混频器、第一级可变增益放大器、第二级混频器、第二级可变增益放大器、倍频器、锁相环频率综合器；

所述低噪声放大器与第一级混频器的一个输入端相连，第一级混频器的另一个输入端与倍频器的输出端相连，第一级混频器的输出端与第一级可变增益放大器输入端相连、第一级可变增益放大器输出端与第二级混频器的一个输入端相连，第二级混频器的另一个输入端与锁相环频率综合器的输出端相连，第二级混频器的输出端与第二级可变增益放大器相连、锁相环频率综合器的输出端还与倍频器的输入端相连；

锁相环频率综合器包括参考晶体振荡器、鉴频鉴相器、正交压控振荡器、电荷泵、环路滤波器和分频模块；正交压控振荡器的一个输出端用于输出本地振荡频率，另一个输出端与分频模块的输入端相连，分频模块输出端与鉴频鉴相器的一个输入端相连，鉴频鉴相器的另一个输入端与参考晶体振荡器的输出端相连，鉴频鉴相器的输出端与电荷泵的输入端相连，电荷泵的输出端与环路滤波器的输入端相连，环路滤波器的输出端与正交压控振荡器的控制端相连；

分频模块包括单模分频器、除27到30四模分频器，单模分频器与除27到30四模分频器串联；所述倍频器的倍频数为M，所述单模分频器的分频比为N，压控振荡器的输出频率f_VCO与射频接收端接收的频率f_RF的关系为：f_VCO＝f_RF/(M+1)，f_RF为58.32、60.48、62.64或64.8GHz；参考频率产生模块输出的参考频率f_REF的关系为：f_REF＝2.16GHz/((M+1)*N)。

由于接收机需要接收四个信道的中心频率58.32，60.48，62.64和64.8GHz，信道频率间隔为2.16GHz。四个信道的中心频率分别是信道频率间隔2.16GHz的27、28、29、30倍。倍频器置于第一级混频器和压控振荡器之间以进行第一级下变频，压控振荡器的输出端直接与第二级混频器相连以进行第二级下变频至零中频，实现对信道频率间隔为2.16GHz的60GHz频段信号的准确接收，满足IEEE 802.15.3c标准。通过本发明给出的参考频率f_REF、倍频器的倍频数M、单模分频器的分频比N以及压控振荡器输出的频率f_VCO的关系，可以组合选择接收机以及锁相环频率综合器的架构。