CN107786168A - 一种高增益高隔离毫米波双平衡无源亚谐波混频器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高增益高隔离毫米波双平衡无源亚谐波混频器，包括有源巴伦射频输入级、无源巴伦本振输入级、无源亚谐波混频级和跨阻输出级。有源巴伦放大射频信号和无源巴伦产生的本振差分信号进行亚谐波混频，经跨阻放大器输出中频信号。混频级采用本振信号从晶体管源极注入，射频信号从栅极注入，提高转换增益。有源巴伦基于共源共栅差分对结构，加入交叉耦合管，提高幅度和相位一致性。跨阻放大器利用交叉耦合结构增强增益，降低输入和输出阻抗，提高输入电流放大能力和输出驱动能力，进一步提高转换增益。该无源亚谐波混频器具有转换增益高、端口隔离度高等特点，适用于单端输入，差分输出混频应用场合。
Description
技术领域
本发明涉及无源混频器，具体是一种高增益高隔离毫米波双平衡无源亚谐波混频器，可以用于Ka波段集成接收机前端射频信号的混频，属于微波射频接收机技术领域。
背景技术
亚谐波混频器利用本振信号的二次谐波和射频信号混频，其本振信号频率仅为基波混频器本振信号频率的一半，这大大降低了本振信号源的设计难度和成本，因此更适合应用于微波频段。有源亚谐波混频器基于传统的吉尔伯特单元，但对本振信号提出了特殊的要求，需要四相位正交本振信号或者其它更复杂的结构，相比之下，无源亚谐波混频器更具有优势。常用的无源混频器有两种结构：单平衡结构和双平衡结构。单平衡结构设计相对简单但混频失真较大，双平衡结构设计相对复杂但混频失真较小。
双平衡混频器需要巴伦将单端输入信号变为差分信号。巴伦分为无源巴伦和有源巴伦：无源巴伦具有对称性好、结构简单等优点，但存在天然的3dB损耗；有源巴伦能够提供一定的增益、面积紧凑，但由于有源器件的寄生效应，限制工作频率的提高。常见的有源巴伦包括共源-共栅结构、共源-共漏结构、差分对结构等，但这些结构需要根据工作频率仔细设计电路参数，以达到输出信号幅度和相位一致性，并且随着频率提高，由于寄生效应带来的幅度和相位不平衡更加明显。
无源混频器的输出级是跨阻放大器，为了提高转换增益和输出驱动能力，需要降低跨阻放大器的的输入阻抗和输出阻抗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种毫米波双平衡无源亚谐波混频器，具有转换增益高、隔离度高、设计移植性好等特点，适用于单端输入、双端输出的混频应用场合。
技术方案：一种高增益高隔离双平衡无源亚谐波混频器，包括单端转差分有源巴伦输入级、双平衡亚谐波混频级以及差分转单端跨阻放大输出级。有源巴伦将射频输入信号放大并产生差分信号，然后和本振信号进行亚谐波混频，经跨阻放大器形成中频电压输出。有源巴伦基于共源共栅差对结构，利用交叉耦合管，引入一条平衡通路，补偿高频下因寄生电容引起的幅度和相位不平衡，提高射频输入信号在微波波频段的幅度和相位一致性。本振信号注入混频晶体管源极与栅极注入的射频信号实现亚谐波混频，该双平衡结构具有较低的变频损耗和较高的端口隔离度。中频跨阻放大器利用交叉耦合结构增强环路增益，降低输入和输出阻抗，提高输入电流放大能力和输出驱动能力，进一步提高转换增益。
有源巴伦输入级模块，主要包括差分对输入晶体管M2和M3、共栅极晶体管M6和M7、交叉耦合晶体管M4和M5、电流源偏置晶体管M1、负载电感L2。晶体管M2的栅极分别连接电容C1的另一端和电阻R1的一端，晶体管M3的栅极分别连接电容C2的一端和电阻R2的一端；晶体管M2和M3的源极短接，并连接晶体管M1的漏端；所述晶体管M1的源极连接电感L1的一端；晶体管M2的漏极分别连接晶体管M4的栅极、晶体管M6的源极，晶体管M3的漏极分别连接晶体管M5的栅极、晶体管M7的源极；晶体管M6的栅极分别连接电容C3的一端、电阻R3的一端，晶体管M7的栅极分别连接电容C4的一端、电阻R4的一端；晶体管M5的漏极分别连接晶体管M6的漏极、差分电感L2的一端、电容C5的一端，晶体管M4的漏极分别连接晶体管M7的漏极、差分电感L2的另一端、电容C6的一端；第一偏置电压Vb1连接晶体管M1的栅极；第二偏置电压Vb2分别连接电阻R1、 R2的另一端；第三偏置电压Vb3分别连接电阻R3、R4的另一端；电源端VDD连接差分电感L2的中间抽头；晶体管M4、M5的源端接地，电容C2、C3、C4的另一端接地，电感L1的另一端接地。
无源亚谐波混频级模块，包括混频晶体管M8、混频晶体管M9、混频晶体管M10、混频晶体管M11、级间匹配电路和中频输出低通滤波电路。射频同相输入节点F连接电感L3的一端和电容C7的一端，射频反相输入节点G连接电感L4的一端和电容C8的一端；所述晶体管M8和M9的栅极短接，并分别连接电容C7的另一端、电阻R5的一端、电阻R6的一端；所述晶体管M8和M9的漏极短接，并分别连接电容C9的另一端、电感L5的一端；电容C10的一端连接电感L5的另一端；所述晶体管M10的栅极和晶体管M11的栅极短接，并分别连接电容C8的另一端、电阻R7的一端、电阻R8的一端；所述晶体管M10的漏极和晶体管M11的漏极短接，并分别连接电容C11的另一端、电感L6的一端；电容C12的一端连接电感L6的另一端；所述晶体管M8和M10的源极短接，并连接无源巴伦的同相输出端；所述晶体管M9和M111的源极短接，并连接无源巴伦的反相输出端；电感L3和L4的另一端接地，电容C9、C10、C11和C12的另一端接地；第四偏置电压Vb4分别连接电阻R5、R6、R7、R8的另一端。
中频跨阻放大级模块，主要包括共源放大晶体管M13和M18、源跟随输出晶体管M16和M21、交叉耦合晶体管M14和M19、电流源偏置晶体管M12、M17、M15、M20，反馈电阻R9、R10。晶体管M13的栅极分别连接电容C13的另一端、晶体管M12的漏极、反馈电阻R9的一端，晶体管M18的栅极分别连接电容C14的另一端、晶体管M17的漏极、反馈电阻R10的一端；晶体管M13的漏极分别连接晶体管M15的漏极、晶体管M16的栅极，晶体管M18的漏极分别连接晶体管M20的漏极、晶体管M21的栅极；晶体管M16的源极分别连接电阻R9的另一端、晶体管M14的漏极、晶体管M19的栅极、跨阻放大输出级的反相输出端IF-，晶体管M21的源极分别连接电阻R10的另一端、晶体管M19的漏极、晶体管M14的栅极、跨阻放大输出级的反相输出端IF+；第五偏置电压分别连接晶体管M12和晶体管M17的栅极；第六偏置电压分别连接晶体管M15和晶体管M20的栅极；电源端VDD分别连接晶体管M15、M16、M20、M21的漏极；晶体管M12、M13、M14、M17、M18、M19的源极接地。
有益效果：射频输入模块采用有源巴伦，实现单端输入信号转差分信号，提供一定的增益和反向隔离度；其中交叉耦合管引入平衡通路，保证毫米波频段具有较好的幅度和相位一致性。混频级模块由于采用了双平衡结构，提高了本振到射频和本振到中频端口的隔离度；本振信号从混频晶体管源极注入、射频信号从混频晶体管栅极注入，该亚谐波混频结构使得变频损耗较小。中频跨阻放大器的交叉耦合结构，在同等偏置电流下，提高了环路增益，降低了输入和输出阻抗，提高了混频器的转换增益。综上所述，本发明提供的双平衡无源混频器能实现亚谐波混频功能，具有转换增益高、隔离度高、设计移植性好等特点。
附图说明
图1是本发明的高增益高隔离双平衡无源亚谐波混频器整体电路图。
图2是本发明的有源巴伦输入级电路图。
图3是本发明的跨阻放大输出级电路图。
图4是本发明的毫米波双平衡无源亚谐波混频器转换增益随频率变化仿真曲线。
图5是本发明的毫米波双平衡无源亚谐波混频器各端口隔离度仿真曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，毫米波双平衡无源亚谐波混频器包括：无源亚谐波混频级10和20、有源巴伦射频信号输入级30、无源巴伦本振信号输入级40和跨阻放大输出级50。射频输入信号RF经有源巴伦输入级30产生同相射频信号vRF+和反相射频信号vRF-；本地振荡信号LO经无源巴伦40产生同相本振信号vLO+和反相本振信号vLO-；vRF+分别与vLO+、vLO-在无源亚谐波混频级10进行混频，vRF-分别与vLO+、vLO-在无源亚谐波混频级20进行混频；无源亚谐波混频级10和20分别产生中频输出电流iIF+和iIF-；最后经跨阻放大输出级50放大后输出中频电压vIF+和vIF-。
无源亚谐波混频级10包括混频晶体管M8、M9，偏置电阻R5、R6，电感L3和电容C7组成的级间匹配电路和电感L5、电容C9、电容C10组成的中频输出低通滤波电路。同相射频信号vRF+经过级间匹配电路在H点同时注入晶体管M8和M9的栅极，同相本振信号vLO+在L点注入晶体管M8的源极，反相本振信号vLO-在M点注入晶体管M9的源极，晶体管M8漏极产生的中频电流iIF(M8)和晶体管M9漏极产生的中频电流iIF(M9) 在点J以同相方式合成，经电感L5、电容C9、电容C10组成的中频输出低通滤波电路后产生同相中频电流iIF+。
无源亚谐波混频级20包括混频晶体管M10、M11，偏置电阻R7、R8，电感L4和电容C8组成的级间匹配电路和电感L6、电容C11、电容C12组成的中频输出低通滤波电路。反相射频信号vRF-经过级间匹配电路在I点同时注入晶体管M10和M11的栅极，同相本振信号vLO+在L点注入晶体管M10的源极，反相本振信号vLO-在M点注入晶体管M11的源极，晶体管M10漏极产生的中频电流iIF(M10)和晶体管M11漏极产生的中频电流iIF(M11) 在点K以同相方式合成，经电感L6、电容C11、电容C12组成的中频输出低通滤波电路后产生反相中频电流iIF-。
无源巴伦本振信号输入级40提供差分本振信号vLO+和vLO-，并为晶体管M8、M9、M10、M11提供直流通路。无源巴伦40的同相输出端在点L同时连接晶体管M8和晶体管M10的源极；无源巴伦40的反相输出端在点M同时连接晶体管M9和晶体管M11的源极。
下面简要分析晶体管M8、M9、M10和M11的混频原理。由于本振信号注入晶体管M8、M9、M10和M11的源极，因此只有在本振信号的负半周期，晶体管才会开启并产生混频输出电流，因此，提出的混频单元的工作原理可以用非线性级数来表示。同相本振信号vLO+的负半周期表示为：
（1）
反相本振信号vLO-的负半周期表示为：
（2）
上式中右边的第二项参与本振信号的基波混频，第三项参与本振信号的谐波混频。晶体管M8的谐波混频电流表示为：
（3）
其中，是级数的非线性系数。当m=1，n=-1时是亚谐波混频，M8的亚谐波混频电流表示为：
（4）
其中， 。同理可得晶体管M9、M10、M11的亚谐波混频电流：
（5）
另外，可以看出，晶体管M8和M9的本振信号基波成分到射频端和中频端泄漏，分别在点H和点J抵消；晶体管M10和M11的本振信号基波成分到射频端和中频端泄漏，分别在点I和点K抵消。因此，对于该混频器的端口隔离度特性，只需关注本振信号二次谐波成分的泄漏。
有源巴伦射频信号输入级模块20具体按照图2进行实施：射频信号经过隔直电容C1到点A连接晶体管M2的栅极，晶体管M3的栅极通过耦合电容C2接地；晶体管M1的漏极连接晶体管M2的源极和M3的源极，晶体管M1的源极连接电感L1的一端，晶体管M1是差分对晶体管M2和M3的尾电流源；电感L1的另一端接地；晶体管M2的漏极在点B分别连接晶体管M4的栅极和晶体管M6的源极，晶体管M3的漏极在点C分别连接晶体管M5的栅极和晶体管M7的源极；晶体管M4的源极和晶体管M5的源极均接地；晶体管M6的漏极在点D分别连接晶体管M5的漏极、差分电感的L2的一端、电容C5的一端，晶体管M7的漏极在点E分别连接晶体管M4的漏极、差分电感的L2的另一端、电容C6的一端；差分电感的中间端接电源电压；有源巴伦输入级模块20的输出点F、G分别连接电容C6的另一端、C5的另一端。
相较于传统的差分对结构有源巴伦，该有源巴伦输入级模块20通过加入一对差分耦合对晶体管M4、M5，增加一条平衡通路，能够消除高频下因晶体管寄生效应带来的幅度和相位不平衡。下面通过分析有源巴伦的同相输出通路和反相输出通路的增益关系来说明提出的有源巴伦结构如何提高幅度和相位一致性。有源巴伦同相输出电压vRF+的增益记为点A到点F的增益GAF，反相输出电压vRF+的增益记为点A到点F的增益GAG：
（6）
（7）
上式中，GMN代表点M到点N的增益。由于差分结构的对称性，GCE = GBD，
GBE= GCD，GEF = GDG。为了保证有源巴伦的输出幅度和相位一致性，即GAF =-GAG，只需满足下式即可：
（8）
可以看出，增加的交叉耦合晶体管M4、M5，引入了一条平衡通路，能够补偿从点A到点B和从点A到点C这两条通路在高频下存在的幅度和相位不一致，从而提高有源巴伦的输出差分信号幅度和相位一致性，简化了电路参数设计，具有较好的设计移值性。该有源巴伦的电感负载L2采用差分电感的连接方式，利用差分电感两个输出端的差分特性，进一步提高有源巴伦的输出差分信号在高频下的幅度和相位一致性。同时，该有源巴伦能提供反向隔离度，进一步提高该双平衡亚谐波混频器的本振到射频端口的隔离度。
跨阻放大输出级模块50具体按照图3进行实施：同相中频电流iIF+和反相中频电流iIF-分别在点N和点O注入，并分别连接电容C13的一端、电容C14的一端；晶体管M13的栅极分别连接电容C13的另一端、晶体管M12的漏极、反馈电阻R9的一端，晶体管M18的栅极分别连接电容C14的另一端、晶体管M17的漏极、反馈电阻R10的一端；晶体管M13的漏极分别连接晶体管M15的漏极、晶体管M16的栅极，晶体管M18的漏极分别连接晶体管M20的漏极、晶体管M21的栅极；晶体管M16的源极分别连接电阻R9的另一端、晶体管M14的漏极、晶体管M19的栅极、跨阻放大输出级的反相输出端IF-，晶体管M21的源极分别连接电阻R10的另一端、晶体管M19的漏极、晶体管M14的栅极、跨阻放大输出级的反相输出端IF+；第五偏置电压分别连接晶体管M12和晶体管M17的栅极；第六偏置电压分别连接晶体管M15和晶体管M20的栅极；电源端VDD分别连接晶体管M15、M16、M20、M21的漏极；晶体管M12、M13、M14、M17、M18、M19的源极接地。
相较于传统的共源输出结构的偏置晶体管M14、M19的栅极连接固定电压，提出的跨阻放大器使用了交叉耦合结构，有效地利用了晶体管M14、M19的增益，在不增加功耗的情况下提高了跨阻放大器的环路增益，降低输入和输出阻抗，提高输入电流放大能力和输出驱动能力，进一步提高混频转换增益。
该双平衡无源亚谐波混频器的转换增益如图4所示，在24GHz～42GHz范围内，本振信号功率为6dBm时转换增益变化范围为6dB～9dB，其中，采用增益增强的跨阻放大输出级提供17dB的增益。图5所示的端口隔离度均大于50dB。
总上所述，本发明提出的双平衡无源亚谐波混频器可以实现较高的转换增益和较高的端口隔离度，同时提高了混频器的噪声性能，适用于单端输入、差分输出的混频应用场合。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种高增益高隔离毫米波双平衡无源亚谐波混频器，包括有源巴伦射频输入级、无源巴伦本振输入级、无源亚谐波混频级和中频跨阻放大级；其特征在于：有源巴伦将射频输入信号放大并产生差分信号，然后和无源巴伦产生的差分本振信号的二次谐波混频，经跨阻放大器形成中频电压输出。
2.根据权利要求书1所述的高增益高隔离毫米波双平衡无源亚谐波混频器，其特征在于：有源巴伦输入级模块，主要包括差分对输入晶体管M2和M3、共栅极晶体管M6和M7、交叉耦合晶体管M4和M5、电流源偏置晶体管M1、负载电感L2；单端射频信号RF经隔直电容C1输入，最后经隔直电容C6和C5分别在点F和点G输出同相射频信号vLO+和反相射频信号vLO-；
所述晶体管M2的栅极分别连接电容C1的另一端和电阻R1的一端，晶体管M3的栅极分别连接电容C2的一端和电阻R2的一端；晶体管M2和M3的源极短接，并连接晶体管M1的漏端；所述晶体管M1的源极连接电感L1的一端；晶体管M2的漏极分别连接晶体管M4的栅极、晶体管M6的源极，晶体管M3的漏极分别连接晶体管M5的栅极、晶体管M7的源极；晶体管M6的栅极分别连接电容C3的一端、电阻R3的一端，晶体管M7的栅极分别连接电容C4的一端、电阻R4的一端；晶体管M5的漏极分别连接晶体管M6的漏极、差分电感L2的一端、电容C5的一端，晶体管M4的漏极分别连接晶体管M7的漏极、差分电感L2的另一端、电容C6的一端；第一偏置电压Vb1连接晶体管M1的栅极；第二偏置电压Vb2分别连接电阻R1、 R2的另一端；第三偏置电压Vb3分别连接电阻R3、R4的另一端；电源端VDD连接差分电感L2的中间抽头；晶体管M4、M5的源端接地，电容C2、C3、C4的另一端接地，电感L1的另一端接地。
3.根据权利要求书1和2所述的高增益高隔离毫米波双平衡无源亚谐波混频器，其特征在于：无源亚谐波混频级模块，包括混频晶体管M8、混频晶体管M9、混频晶体管M10、混频晶体管M11、级间匹配电路和中频输出低通滤波电路；同相射频信号vLO+和反相射频信号vLO-分别在点F和点G注入无源亚谐波混频级，经电感L3和电容C7、电感L4和电容C8 组成的级间匹配电路分别注入晶体管M8和M9、晶体管M10和M11的栅极，混频电流分别从晶体管M8和M9的漏极、晶体管M10和M11的漏极产生，晶体管M8和M9产生的中频电流经过电感L5、电容C9和电容C10组成的低通电路后产生iIF+，晶体管M10和M11产生的中频电流经过电感L6、电容C11和电容C12组成的低通电路后产生iIF-；
所述的输入节点F连接电感L3的一端和电容C7的一端，输入节点G连接电感L4的一端和电容C8的一端；所述晶体管M8和M9的栅极短接，并分别连接电容C7的另一端、电阻R5的一端、电阻R6的一端；所述晶体管M8和M9的漏极短接，并分别连接电容C9的另一端、电感L5的一端；电容C10的一端连接电感L5的另一端；所述晶体管M10的栅极和晶体管M11的栅极短接，并分别连接电容C8的另一端、电阻R7的一端、电阻R8的一端；所述晶体管M10的漏极和晶体管M11的漏极短接，并分别连接电容C11的另一端、电感L6的一端；电容C12的一端连接电感L6的另一端；所述晶体管M8和M10的源极短接，并连接无源巴伦的同相输出端；所述晶体管M9和M111的源极短接，并连接无源巴伦的反相输出端；电感L3和L4的另一端接地，电容C9、C10、C11和C12的另一端接地；第四偏置电压Vb4分别连接电阻R5、R6、R7、R8的另一端。
4.根据权利要求书1和3所述的高增益高隔离毫米波双平衡无源亚谐波混频器，其特征在于：中频跨阻放大级模块，主要包括共源放大晶体管M13和M18、源跟随输出晶体管M16和M21、交叉耦合晶体管M14和M19、电流源偏置晶体管M12、M17、M15、M20，反馈电阻R9、R10；中频电流iIF+和iIF-分别经隔直电容C13和C14在点N和点O注入，最后输出中频电压vIF-和vIF+；
所述晶体管M13的栅极分别连接电容C13的另一端、晶体管M12的漏极、反馈电阻R9的一端，晶体管M18的栅极分别连接电容C14的另一端、晶体管M17的漏极、反馈电阻R10的一端；晶体管M13的漏极分别连接晶体管M15的漏极、晶体管M16的栅极，晶体管M18的漏极分别连接晶体管M20的漏极、晶体管M21的栅极；晶体管M16的源极分别连接电阻R9的另一端、晶体管M14的漏极、晶体管M19的栅极、跨阻放大输出级的反相输出端IF-，晶体管M21的源极分别连接电阻R10的另一端、晶体管M19的漏极、晶体管M14的栅极、跨阻放大输出级的反相输出端IF+；第五偏置电压分别连接晶体管M12和晶体管M17的栅极；第六偏置电压分别连接晶体管M15和晶体管M20的栅极；电源端VDD分别连接晶体管M15、M16、M20、M21的漏极；晶体管M12、M13、M14、M17、M18、M19的源极接地。
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108649904A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-10-12 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种新型无源巴伦结构及其平衡式混频器 |
| CN108900172A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-27 | 东南大学 | 一种宽带单端输入高精度正交差分输出信号产生电路 |
| CN109544485A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-03-29 | 北京大学深圳研究生院 | 一种亚谐波注入型振荡器网络 |
| CN110784179A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-11 | 北京信芯科技有限公司 | 一种双平衡fet混频器 |
| CN110995163A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 杭州电子科技大学 | 一种基波混频和谐波混频杂交型毫米波双频带无源混频器 |
| WO2020125192A1 (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-25 | 南京米乐为微电子科技有限公司 | 一种无源宽带混频器 |
| CN112187183A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-05 | 成都振芯科技股份有限公司 | 一种差分结构的宽带低噪声放大器 |
| CN112511117A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-03-16 | 深圳市中科蓝讯科技股份有限公司 | 射频放大电路、射频前端接收电路及无线通信设备 |
| CN113783538A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-12-10 | 东南大学 | 一种cmos低噪声放大器 |
| CN114268329A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-04-01 | 天津大学 | 一种双频高线性度解调器 |
| CN114553147A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-27 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 可配置增益的双平衡无源混频器 |
| CN115842521A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-03-24 | 电子科技大学 | 一种差分谐波混频器电路、芯片及接收机 |
| CN117833842A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-05 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 一种具有增益温度补偿的差分cascode结构射频驱动放大器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11220332A (ja) * | 1997-11-18 | 1999-08-10 | Trw Inc | 高線形性アクティブバランスミキサー |
| US20090252252A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-08 | Qualcomm Incorporated | Highly linear embedded filtering passive mixer |
| CN103338008A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-10-02 | 东南大学 | 一种宽中频的毫米波双平衡无源混频器 |
| US20170141730A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Linear Technology Corporation | Double-balanced field-effect transistor mixer with direct single-ended intermediate frequency outputs |
| CN107231129A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-10-03 | 成都通量科技有限公司 | 基于变压器结构的谐波控制cmos混频器 |
-
2017
- 2017-11-07 CN CN201711081095.4A patent/CN107786168B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11220332A (ja) * | 1997-11-18 | 1999-08-10 | Trw Inc | 高線形性アクティブバランスミキサー |
| US20090252252A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-08 | Qualcomm Incorporated | Highly linear embedded filtering passive mixer |
| CN103338008A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-10-02 | 东南大学 | 一种宽中频的毫米波双平衡无源混频器 |
| US20170141730A1 (en) * | 2015-11-13 | 2017-05-18 | Linear Technology Corporation | Double-balanced field-effect transistor mixer with direct single-ended intermediate frequency outputs |
| CN107231129A (zh) * | 2017-05-12 | 2017-10-03 | 成都通量科技有限公司 | 基于变压器结构的谐波控制cmos混频器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RASMUS S. MICHAELSEN 等: "A SiGe BiCMOS double-balanced mixer with active balun for X-band Doppler radar", 《2015 SBMO/IEEE MTT-S INTERNATIONAL MICROWAVE AND OPTOELECTRONICS CONFERENCE》, pages 1 - 5 * |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108649904A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-10-12 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种新型无源巴伦结构及其平衡式混频器 |
| CN108900172B (zh) * | 2018-06-05 | 2021-09-28 | 东南大学 | 一种宽带单端输入高精度正交差分输出信号产生电路 |
| CN108900172A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-27 | 东南大学 | 一种宽带单端输入高精度正交差分输出信号产生电路 |
| CN109544485A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-03-29 | 北京大学深圳研究生院 | 一种亚谐波注入型振荡器网络 |
| CN109544485B (zh) * | 2018-10-25 | 2023-01-10 | 北京大学深圳研究生院 | 一种亚谐波注入型振荡器网络 |
| WO2020125192A1 (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-25 | 南京米乐为微电子科技有限公司 | 一种无源宽带混频器 |
| US11527995B2 (en) | 2018-11-30 | 2022-12-13 | Nanjing Milliway Microelectronics Technology Co., Ltd. | Passive wideband mixer |
| CN110784179A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-11 | 北京信芯科技有限公司 | 一种双平衡fet混频器 |
| CN110784179B (zh) * | 2019-10-22 | 2022-01-25 | 北京信芯科技有限公司 | 一种双平衡fet混频器 |
| CN110995163B (zh) * | 2019-11-26 | 2023-05-12 | 杭州电子科技大学 | 一种基波混频和谐波混频杂交型毫米波双频带无源混频器 |
| CN110995163A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-10 | 杭州电子科技大学 | 一种基波混频和谐波混频杂交型毫米波双频带无源混频器 |
| CN112187183A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-05 | 成都振芯科技股份有限公司 | 一种差分结构的宽带低噪声放大器 |
| CN113285673B (zh) * | 2021-02-03 | 2024-01-23 | 深圳市中科蓝讯科技股份有限公司 | 射频放大电路、射频前端接收电路及无线通信设备 |
| CN112511117B (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-14 | 深圳市中科蓝讯科技股份有限公司 | 射频放大电路、射频前端接收电路及无线通信设备 |
| CN113285673A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-08-20 | 深圳市中科蓝讯科技股份有限公司 | 射频放大电路、射频前端接收电路及无线通信设备 |
| CN112511117A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-03-16 | 深圳市中科蓝讯科技股份有限公司 | 射频放大电路、射频前端接收电路及无线通信设备 |
| CN113783538B (zh) * | 2021-09-13 | 2023-08-18 | 东南大学 | 一种cmos低噪声放大器 |
| CN113783538A (zh) * | 2021-09-13 | 2021-12-10 | 东南大学 | 一种cmos低噪声放大器 |
| CN114268329A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-04-01 | 天津大学 | 一种双频高线性度解调器 |
| CN114268329B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-09-19 | 天津大学 | 一种双频高线性度解调器 |
| CN114553147A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-27 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 可配置增益的双平衡无源混频器 |
| CN114553147B (zh) * | 2022-01-12 | 2024-02-02 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 可配置增益的双平衡无源混频器 |
| CN115842521A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-03-24 | 电子科技大学 | 一种差分谐波混频器电路、芯片及接收机 |
| CN115842521B (zh) * | 2022-10-31 | 2024-02-20 | 电子科技大学 | 一种差分谐波混频器电路、芯片及接收机 |
| CN117833842A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-05 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 一种具有增益温度补偿的差分cascode结构射频驱动放大器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107786168B (zh) | 2024-03-26 |
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