CN117200708A - 一种宽带小型化混频电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽带小型化混频电路，其特征在于，包括集成在同一基片上的：本振放大电路、本振巴伦、射频匹配电路、射频巴伦、混频电路和中频滤波电路。本发明一种宽带小型化混频电路通过将本振放大电路与混频电路集成到一个基片上，减少器件间走线和焊盘引脚数量，实现微波变频模块的小型化，具有较为广泛的应用前景；另外为了增加带宽，在混频电路中通过在二极管一侧引入串联电阻电容到地结构将谐振点移至带外，消除带内自谐振，同时在本振巴伦中通过并联电阻电感到地结构削弱本振信号的不平衡度从而降低本振大信号高次谐波,实现巴伦频带的扩展。

Description

一种宽带小型化混频电路

技术领域

本发明涉及射频电路领域，具体涉及一种宽带小型化混频电路。

背景技术

在雷达系统中，微波变频模块是雷达的核心部件，通过对雷达信号进行频率变换产生发射或接收状态下所需要的信号。微波变频模块的带宽、变频损耗、隔离度、杂散等指标对整个发射和接收链路指标性能有重要影响，同时雷达系统对变频模块的宽带、低功耗、小型化的需求也越来越迫切。在雷达系统中，微波变频模块之前通常连接有放大器先对本振信号进行放大再送入变频模块。但目前的本振信号放大器与微波变频模块是分块设计的，两者组合使用不利于器件的小型化；另外，现有本振信号放大器与微波变频模块的带宽较小，无法满足应用需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种宽带小型化混频电路，可以满足带宽和小型化的需求。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种宽带小型化混频电路，包括集成在同一基片上的：

本振放大电路，其用于输入电源信号和本振信号，并在所述电源信号的作用下对所述本振信号进行放大，得到本振放大信号；

本振巴伦，其电连接所述本振放大电路，用于消除所述本振放大信号中的高次谐波，并对所述本振放大信号进行差分处理，得到本振差分信号对；

射频匹配电路，其用于输入射频信号，并对所述射频信号进行阻抗匹配，得到射频匹配信号；

射频巴伦，其电连接所述射频匹配电路，用于对所述射频匹配信号进行差分处理，得到射频差分信号对；

混频电路，其分别电连接所述本振巴伦和所述射频巴伦，用于消除带内谐振点，并对所述本振差分信号对和所述射频差分信号对进行乘法运算，得到混频信号且通过所述射频巴伦输出；

中频滤波电路，其电连接所述射频巴伦，用于对所述混频信号进行滤波，得到中频信号。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述本振放大电路包括：

直流偏置网络，其用于接入所述电源信号，并产生偏置电压信号；

输入匹配网络，其用于接入所述本振信号，并对所述本振信号进行阻抗匹配，得到本振匹配信号；

负反馈放大及输出匹配网络，其分别电连接所述直流偏置网络和所述输入匹配网络，其用于在所述偏置电压信号的作用下对所述本振匹配信号进行负反馈放大，得到初级本振放大信号，并调整所述初级本振放大信号的匹配度和线性度，得到所述本振放大信号。

进一步，所述直流偏置网络包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容和第三晶体管；所述第一电阻的一端接入所述电源信号，所述第一电阻的另一端通过依次串联的所述第二电阻和所述第三电阻连接在所述第三晶体管的漏极上，所述第三晶体管的源极接地，所述第三晶体管的栅极与漏极互连；所述第五电阻的一端连接在所述第二电阻与所述第三电阻之间，所述第五电阻的另一端输出第一栅极偏置电压信号；所述第四电阻的一端连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间，所述第四电阻的另一端输出第二栅极偏置电压信号；所述第七电阻的一端接入所述电源信号，所述第七电阻的另一端输出漏极偏置电压信号；所述第一电容的一端接入所述电源信号，所述第一电容的另一端通过所述第六电阻接地；其中，所述偏置电压信号包括所述第一栅极偏置电压信号、第二栅极偏置电压信号和所述漏极偏置电压信号。

进一步，所述输入匹配网络包括：第二电容、第一电感和第二电感，所述第二电容的一端以及所述第一电感的一端均接入所述本振信号，所述第一电感的另一端接地，所述第二电容的另一端与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端输出所述本振匹配信号。

进一步，所述偏置电压信号包括所述第一栅极偏置电压信号、第二栅极偏置电压信号和所述漏极偏置电压信号；所述负反馈放大及输出匹配网络包括：第一晶体管、第二晶体管、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三电感、第四电感和第五电感；所述第二晶体管的栅极接入所述第二栅极偏置电压信号，所述第二晶体管的栅极还通过串联的所述第七电容和第九电阻接地，所述第二晶体管漏极通过串联的所述第三电感和所述第五电感接入所述漏极偏置电压信号，所述第二晶体管的源极与所述第一晶体管的漏极连接；所述第一晶体管的源极接地，所述第一晶体管的栅极与所述第八电阻的一端连接，且所述第一晶体管的栅极与所述第八电阻之间接入所述本振匹配信号，所述第八电阻的另一端与所述第六电容的一端连接，且所述第八电阻与所述第六电容之间接入所述第一栅极偏置电压信号，所述第六电容的另一端连接在所述第三电感和所述第五电感之间；所述第四电容的一端连接在所述第三电感和所述第五电感之间，所述第四电容的另一端通过依次串联的所述第五电容和所述第十电阻接地，所述第四电容的另一端还与所述第四电感的一端连接，所述第四电感的另一端输出所述本振放大信号。

进一步，所述本振巴伦包括：第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第十电容、第十一电容、第八电感和第十三电阻；

所述第一微带线与所述第三微带线耦合绕制，所述第二微带线与所述第四微带线耦合绕制，所述第一微带线的一端输入所述本振放大信号，所述第一微带线的另一端与所述第二微带线的一端连接，所述第二微带线的另一端通过所述第十一电容接地，所述第十电容的一端连接在所述第一微带线与所述第二微带线之间；所述第三微带线的一端接地，所述第三微带线的另一端输出所述本振差分信号对中的正向本振差分信号，所述第四微带线的一端接地，所述第四微带线的另一端输出所述本振差分信号对中的负向本振差分信号，所述第四微带线的另一端还通过并联的所述第八电感和所述第十三电阻接地。

进一步，所述射频匹配电路包括：第六电感和第八电容；所述第六电感的一端以及所述第八电容的一端均接入所述射频信号，所述第八电容的另一端接地，所述第六电感的另一端输出所述射频匹配信号。

进一步，所述射频巴伦包括：第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第十二电容和第十三电容；所述第五微带线与所述第七微带线耦合绕制，所述第六微带线与所述第八微带线耦合绕制，所述第五微带线的一端输入所述射频匹配信号，所述第五微带线的另一端与所述第六微带线的一端连接，所述第六微带线的另一端通过所述第十三电容接地；所述第七微带线的一端输出所述射频差分信号对中的正向射频差分信号，所述第八微带线的一端输出所述射频差分信号对中的负向射频差分信号，所述第七微带线的另一端与所述第八微带线的另一端连接并通过所述第十二电容接地，所述第七微带线的另一端与所述第八微带线的另一端之间输出所述混频信号并与所述中频滤波电路连接。

进一步，所述混频电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第十一电阻、第十二电阻、第十四电容和第十五电容；所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第三二极管的正极连接，所述第三二极管的负极与所述第四二极管的正极连接，所述第四二极管的负极与所述第一二极管的正极连接；所述第一二极管的正极与所述第四二极管的负极之间接入所述射频差分信号对中的正向射频差分信号，所述第一二极管的正极与所述第四二极管的负极之间还通过依次串联的所述第十一电阻和所述第十四电容接地；所述第二二极管的负极与所述第三二极管的正极之间接入所述射频差分信号对中的负向射频差分信号，所述第二二极管的负极与所述第三二极管的正极之间还通过依次串联的所述第十二电阻和所述第十五电容接地；所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极之间接入所述本振差分信号对中的正向本振差分信号；所述第三二极管的负极与所述第四二极管的正极之间接入所述本振差分信号对中的负向本振差分信号。

进一步，所述中频滤波电路包括：第七电感和第九电容；所述第七电感的一端接入所述混频信号，所述第七电感的另一端通过所述第九电容接地，所述第七电感的另一端输出所述中频信号。

本发明的有益效果是：本发明一种宽带小型化混频电路通过将本振放大电路与混频电路集成到一个基片上，减少器件间走线和焊盘引脚数量，实现微波变频模块的小型化，具有较为广泛的应用前景；另外为了增加带宽，在混频电路中通过在二极管一侧引入串联电阻电容到地结构将谐振点移至带外，消除带内自谐振，同时在本振巴伦中通过并联电阻电感到地结构削弱本振信号的不平衡度从而降低本振大信号高次谐波,实现巴伦频带的扩展。

附图说明

图1为本发明一种宽带小型化混频电路的结构框图；

图2为本振放大电路的电路原理图；

图3为本振巴伦的电路原理图；

图4为射频匹配电路的电路原理图；

图5为射频巴伦的电路原理图；

图6为混频电路的电路原理图；

图7为中频滤波电路的电路原理图；

图8为变频损耗参数示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种宽带小型化混频电路，包括集成在同一基片上的：

本振放大电路1，其用于输入电源信号VCC和本振信号LO，并在所述电源信号VCC的作用下对所述本振信号LO进行放大，得到本振放大信号LO1；

本振巴伦2，其电连接所述本振放大电路1，用于消除所述本振放大信号LO1中的高次谐波，并对所述本振放大信号LO1进行差分处理，得到本振差分信号对(LO+，LO-)；

射频匹配电路3，其用于输入射频信号RF，并对所述射频信号RF进行阻抗匹配，得到射频匹配信号RF1；

射频巴伦4，其电连接所述射频匹配电路3，用于对所述射频匹配信号RF1进行差分处理，得到射频差分信号对(RF+，RF-)；

混频电路5，其分别电连接所述本振巴伦2和所述射频巴伦4，用于消除带内谐振点，并对所述本振差分信号对(LO+，LO-)和所述射频差分信号对(RF+，RF-)进行乘法运算，得到混频信号I F1且通过所述射频巴伦4输出；

中频滤波电路6，其电连接所述射频巴伦4，用于对所述混频信号I F1进行滤波，得到中频信号I F。

本发明的一种宽带小型化混频电路实现了本振放大和混频的一体化集成，该电路整体尺寸为1.6mm*1.5mm，工作频段为2-12GHz，工作电压5V，电流40mA。

本发明一种宽带小型化混频电路5通过将本振放大电路1与混频电路5集成到一个基片上，减少器件间走线和焊盘引脚数量，实现微波变频模块的小型化，具有较为广泛的应用前景；另外为了增加带宽，在混频电路5中将谐振点移至带外，消除带内自谐振，同时在本振巴伦2中削弱本振信号LO的不平衡度从而降低本振大信号高次谐波,实现巴伦频带的扩展。

在一些实施例中，如图2所示，所述本振放大电路1包括：

直流偏置网络11，其用于接入所述电源信号VCC，并产生偏置电压信号；

输入匹配网络12，其用于接入所述本振信号LO，并对所述本振信号LO进行阻抗匹配，得到本振匹配信号；

负反馈放大及输出匹配网络13，其分别电连接所述直流偏置网络11和所述输入匹配网络12，其用于在所述偏置电压信号的作用下对所述本振匹配信号进行负反馈放大，得到初级本振放大信号，并调整所述初级本振放大信号的匹配度和线性度，得到所述本振放大信号LO1。

具体的，如图2所示，所述直流偏置网络11包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一电容C1和第三晶体管M3；所述第一电阻R1的一端接入所述电源信号VCC，所述第一电阻R1的另一端通过依次串联的所述第二电阻R2和所述第三电阻R3连接在所述第三晶体管M3的漏极上，所述第三晶体管M3的源极接地，所述第三晶体管M3的栅极与漏极互连；所述第五电阻R5的一端连接在所述第二电阻R2与所述第三电阻R3之间，所述第五电阻R5的另一端输出第一栅极偏置电压信号；所述第四电阻R4的一端连接在所述第一电阻R1与所述第二电阻R2之间，所述第四电阻R4的另一端输出第二栅极偏置电压信号；所述第七电阻R7的一端接入所述电源信号VCC，所述第七电阻R7的另一端输出漏极偏置电压信号；所述第一电容C1的一端接入所述电源信号VCC，所述第一电容C1的另一端通过所述第六电阻R6接地；其中，所述偏置电压信号包括所述第一栅极偏置电压信号、第二栅极偏置电压信号和所述漏极偏置电压信号。

在所述直流偏置网络11中，电源信号VCC为5V电源供电；第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3通过对电源信号VCC进行电阻分压给第一晶体管M1提供第一栅极偏置电压信号，给第二晶体管M2提供第二栅极偏置电压信号；第七电阻R7对电源信号VCC进行分压给第二晶体管M2提供漏极偏置电压信号。第一电容C1和第六电阻R6串联后接地，实现对电源信号VCC的滤波作用，同时提高本振放大电路1的稳定性，使本振放大电路1处于绝对稳定状态。

具体的，如图2所示，所述输入匹配网络12包括：第二电容C2、第一电感L1和第二电感L2，所述第二电容C2的一端以及所述第一电感L1的一端均接入所述本振信号LO，所述第一电感L1的另一端接地，所述第二电容C2的另一端与所述第二电感L2的一端连接，所述第二电感L2的另一端输出所述本振匹配信号。

在所述输入匹配网络12中，第二电容C2和第二电感L2串联接在第一晶体管M1栅极，实现第一晶体管M1栅极电阻与50欧姆阻抗匹配，改善输入驻波。

具体的，如图2所示，所述负反馈放大及输出匹配网络13包括：第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第三电感L3、第四电感L4和第五电感L5；所述第二晶体管M2的栅极接入所述第二栅极偏置电压信号，所述第二晶体管M2的栅极还通过串联的所述第七电容C7和第九电阻R9接地，所述第二晶体管M2漏极通过串联的所述第三电感L3和所述第五电感L5接入所述漏极偏置电压信号，所述第二晶体管M2的源极与所述第一晶体管M1的漏极连接；所述第一晶体管M1的源极接地，所述第一晶体管M1的栅极与所述第八电阻R8的一端连接，且所述第一晶体管M1的栅极与所述第八电阻R8之间接入所述本振匹配信号，所述第八电阻R8的另一端与所述第六电容C6的一端连接，且所述第八电阻R8与所述第六电容C6之间接入所述第一栅极偏置电压信号，所述第六电容C6的另一端连接在所述第三电感L3和所述第五电感L5之间；所述第四电容C4的一端连接在所述第三电感L3和所述第五电感L5之间，所述第四电容C4的另一端通过依次串联的所述第五电容C5和所述第十电阻R10接地，所述第四电容C4的另一端还与所述第四电感L4的一端连接，所述第四电感L4的另一端输出所述本振放大信号LO1。

在负反馈放大及输出匹配网络13中：第八电阻R8和第六电容C6构成负反馈子网络，该负反馈子网络可以调节增益大小同时对输入匹配产生影响；第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第四电容C4、第五电容C5和第十电阻R10，构成输出匹配子网络，该输出匹配子网络可以调节放大电路的输出匹配和线性度；第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三电容C3、第七电容C7和第九电阻R9构成晶体管放大子网络，第一晶体管M1和第二晶体管M2均为增强型场效应管，两个晶体管采用共源共栅结构连接，能够调节增益平坦度和输入匹配。第七电容C7和第九电阻R9串联后一端连接第二晶体管M2栅极，另一端接地，提高放大器高频输出阻抗，实现高频增益的提升，有利于放大器带宽扩展；第三电容C3在第一晶体管M1漏极处连接到地，与第一晶体管M1漏极寄生电容和第二体管M2源极寄生电容组成T型网络，对放大器增益提升和频带展宽有一定作用。

在一些实施例中，如图3所示，所述本振巴伦2包括：第一微带线S1、第二微带线S2、第三微带线S3、第四微带线S4、第十电容C10、第十一电容C11、第八电感L8和第十三电阻R13；所述第一微带线S1与所述第三微带线S3耦合绕制，所述第二微带线S2与所述第四微带线S4耦合绕制，所述第一微带线S1的一端输入所述本振放大信号LO1，所述第一微带线S1的另一端与所述第二微带线S2的一端连接，所述第二微带线S2的另一端通过所述第十一电容C11接地，所述第十电容C10的一端连接在所述第一微带线S1与所述第二微带线S2之间；所述第三微带线S3的一端接地，所述第三微带线S3的另一端输出所述本振差分信号对(LO+，LO-)中的正向本振差分信号LO+，所述第四微带线S4的一端接地，所述第四微带线S4的另一端输出所述本振差分信号对(LO+，LO-)中的负向本振差分信号LO-，所述第四微带线S4的另一端还通过并联的所述第八电感L8和所述第十三电阻R13接地。

在所述本振巴伦2中，第一微带线S1、第二微带线S2、第三微带线S3、第四微带线S4为四段完全相同的微带线；第一微带线S1与第三微带线S3、第二微带线S2与第四微带线S4以紧密绕线方式通过互耦作用来产生本振差分信号对(LO+，LO-)。第十电容C10和第十一电容C11对本振差分信号对进行幅度相位调整使两者幅度相位差达到最小，改善变频损耗和本振信号相关隔离度；通过引入第十三电阻R13和第八电感L8的并联结构，能够对本振差分信号对的平衡度进行调节，降低谐波分量，提高巴伦带宽。

在一些实施例中，如图4所示，所述射频匹配电路3包括：第六电感L6和第八电容C8；所述第六电感L6的一端以及所述第八电容C8的一端均接入所述射频信号RF，所述第八电容C8的另一端接地，所述第六电感L6的另一端输出所述射频匹配信号RF1。

射频匹配电路3可以改善射频端驻波。

在一些实施例中，如图5所示，所述射频巴伦4包括：第五微带线S5、第六微带线S6、第七微带线S7、第八微带线S8、第十二电容C12和第十三电容C13；所述第五微带线S5与所述第七微带线S7耦合绕制，所述第六微带线S6与所述第八微带线S8耦合绕制，所述第五微带线S5的一端输入所述射频匹配信号RF1，所述第五微带线S5的另一端与所述第六微带线S6的一端连接，所述第六微带线S6的另一端通过所述第十三电容C13接地；所述第七微带线S7的一端输出所述射频差分信号对(RF+，RF-)中的正向射频差分信号RF+，所述第八微带线S8的一端输出所述射频差分信号对(RF+，RF-)中的负向射频差分信号RF-，所述第七微带线S7的另一端与所述第八微带线S8的另一端连接并通过所述第十二电容C12接地，所述第七微带线S7的另一端与所述第八微带线S8的另一端之间输出所述混频信号I F1并与所述中频滤波电路6连接。

在射频巴伦4中，第五微带线S5、第六微带线S6、第七微带线S7、第八微带线S8为四段完全相同的微带线；第五微带线S5与第七微带线S7、第六微带线S6与第八微带线S8以绕线方式通过互耦作用产生射频差分信号对(RF+，RF-)；第十二电容C12和第十三电容C13对射频差分信号对进行幅度相位调整使两者幅度相位差达到最小，改善变频损耗和射频信号相关隔离度。

在一些实施例中，如图6所示，所述混频电路5包括：第一二极管SDO1、第二二极管SDO2、第三二极管SDO3、第四二极管SDO4、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十四电容C14和第十五电容C15；所述第一二极管SDO1的负极与所述第二二极管SDO2的正极连接，所述第二二极管SDO2的负极与所述第三二极管SDO3的正极连接，所述第三二极管SDO3的负极与所述第四二极管SDO4的正极连接，所述第四二极管SDO4的负极与所述第一二极管SDO1的正极连接；所述第一二极管SDO1的正极与所述第四二极管SDO4的负极之间接入所述射频差分信号对(RF+，RF-)中的正向射频差分信号RF+，所述第一二极管SDO1的正极与所述第四二极管SDO4的负极之间还通过依次串联的所述第十一电阻R11和所述第十四电容C14接地；所述第二二极管SDO2的负极与所述第三二极管SDO3的正极之间接入所述射频差分信号对(RF+，RF-)中的负向射频差分信号RF-，所述第二二极管SDO2的负极与所述第三二极管SDO3的正极之间还通过依次串联的所述第十二电阻R12和所述第十五电容C15接地；所述第一二极管SDO1的负极与所述第二二极管SDO2的正极之间接入所述本振差分信号对(LO+，LO-)中的正向本振差分信号LO+；所述第三二极管SDO3的负极与所述第四二极管SDO4的正极之间接入所述本振差分信号对(LO+，LO-)中的负向本振差分信号LO-。

在混频电路5中，第一二极管SDO1、第二二极管SDO2、第三二极管SDO3、第四二极管SDO4均为类肖特基势垒二极管，且按顺序首尾相连形成混频环，尺寸均为4*25um；由于二极管寄生电容的存在，混频电路存在自谐振频率，谐振点很容易落在带内，引起带内谐振点附近变频损耗的急剧增大，因此本发明通过在引入串联的电阻电容到地结构，改变混频电路的自谐振频率，将谐振频率移动至带外，消除带内谐振点达到拓展带宽作用。

在一些实施例中，如图7所示，所述中频滤波电路6包括：第七电感L7和第九电容C9；所述第七电感L7的一端接入所述混频信号IF1，所述第七电感L7的另一端通过所述第九电容C9接地，所述第七电感L7的另一端输出所述中频信号IF。

输出的中频信号往往频率较低，第七电感L7和第九电容C9形成低通滤波网络，实现对混频后的高次谐波和高阶混频分量的滤波，同时对中频输出端口的阻抗匹配有一定改善作用。

综上，在本发明一种宽带小型化混频电路中，混频电路由四只首尾相连的肖特基势垒二极管和两组串联电阻电容组成，完成对射频和本振差分信号对的乘法运算产生新的频率分量实现混频。本振放大电路由直流偏置网络，输入匹配网络，晶体管网络，输出匹配网络，负反馈网络组成，实现对本振信号的放大。射频匹配网络实现射频端口与50欧姆阻抗匹配。中频滤波电路对中频输出端口的其他混频高次分量进行滤除。本振巴伦和射频巴伦实现对本振信号和射频信号的单端差分转换，并完成差分信号对的幅度相位修正。

图8为变频损耗参数示意图；如图8所示，中频频率0.1GHz，本振输入功率0dBm，下变频模式下在2-12GHz带宽内变频损耗小于-9.5dB，平坦度±0.6dB，且放大器在全频段内稳定。

从以上可以看出，本实施例基于集成化的设计思想，通过将本振放大电路与混频电路集成到一个基片上，减少器件间走线和焊盘引脚数量，实现微波变频模块的小型化；为了增加带宽，分别针对混频电路和本振巴伦作了改进，通过在二极管正极引入串联电阻电容到地结构将谐振点移至带外，消除带内自谐振，同时在本振巴伦输入端添加并联电阻电感到地削弱本振信号的不平衡度从而降低本振大信号高次谐波,实现巴伦频带的扩展。

本发明提出的一种宽带小型化混频电路，通过在二极管正极添加串联电阻电容到地结构消除带内谐振点提高带宽，在本振巴伦输出端引入并联电感电阻到地改善信号平衡度减少本振大信号谐波；同时在电路中集成本振放大器以减少焊盘数目和电路间走线长度，实现放大、混频一体化，满足对微波变频模块的宽带小型化需求，具有较为广泛的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种宽带小型化混频电路，其特征在于，包括集成在同一基片上的：

本振放大电路，其用于输入电源信号和本振信号，并在所述电源信号的作用下对所述本振信号进行放大，得到本振放大信号；

本振巴伦，其电连接所述本振放大电路，用于消除所述本振放大信号中的高次谐波，并对所述本振放大信号进行差分处理，得到本振差分信号对；

射频匹配电路，其用于输入射频信号，并对所述射频信号进行阻抗匹配，得到射频匹配信号；

射频巴伦，其电连接所述射频匹配电路，用于对所述射频匹配信号进行差分处理，得到射频差分信号对；

混频电路，其分别电连接所述本振巴伦和所述射频巴伦，用于消除带内谐振点，并对所述本振差分信号对和所述射频差分信号对进行乘法运算，得到混频信号且通过所述射频巴伦输出；

中频滤波电路，其电连接所述射频巴伦，用于对所述混频信号进行滤波，得到中频信号。

2.根据权利要求1所述的宽带小型化混频电路，其特征在于，所述本振放大电路包括：

直流偏置网络，其用于接入所述电源信号，并产生偏置电压信号；

输入匹配网络，其用于接入所述本振信号，并对所述本振信号进行阻抗匹配，得到本振匹配信号；

负反馈放大及输出匹配网络，其分别电连接所述直流偏置网络和所述输入匹配网络，其用于在所述偏置电压信号的作用下对所述本振匹配信号进行负反馈放大，得到初级本振放大信号，并调整所述初级本振放大信号的匹配度和线性度，得到所述本振放大信号。

3.根据权利要求2所述的宽带小型化混频电路，其特征在于，所述直流偏置网络包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容和第三晶体管；所述第一电阻的一端接入所述电源信号，所述第一电阻的另一端通过依次串联的所述第二电阻和所述第三电阻连接在所述第三晶体管的漏极上，所述第三晶体管的源极接地，所述第三晶体管的栅极与漏极互连；所述第五电阻的一端连接在所述第二电阻与所述第三电阻之间，所述第五电阻的另一端输出第一栅极偏置电压信号；所述第四电阻的一端连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间，所述第四电阻的另一端输出第二栅极偏置电压信号；所述第七电阻的一端接入所述电源信号，所述第七电阻的另一端输出漏极偏置电压信号；所述第一电容的一端接入所述电源信号，所述第一电容的另一端通过所述第六电阻接地；其中，所述偏置电压信号包括所述第一栅极偏置电压信号、第二栅极偏置电压信号和所述漏极偏置电压信号。

4.根据权利要求2所述的宽带小型化混频电路，其特征在于，所述输入匹配网络包括：第二电容、第一电感和第二电感，所述第二电容的一端以及所述第一电感的一端均接入所述本振信号，所述第一电感的另一端接地，所述第二电容的另一端与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端输出所述本振匹配信号。

5.根据权利要求2所述的宽带小型化混频电路，其特征在于，所述偏置电压信号包括所述第一栅极偏置电压信号、第二栅极偏置电压信号和所述漏极偏置电压信号；所述负反馈放大及输出匹配网络包括：第一晶体管、第二晶体管、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三电感、第四电感和第五电感；所述第二晶体管的栅极接入所述第二栅极偏置电压信号，所述第二晶体管的栅极还通过串联的所述第七电容和第九电阻接地，所述第二晶体管漏极通过串联的所述第三电感和所述第五电感接入所述漏极偏置电压信号，所述第二晶体管的源极与所述第一晶体管的漏极连接；所述第一晶体管的源极接地，所述第一晶体管的栅极与所述第八电阻的一端连接，且所述第一晶体管的栅极与所述第八电阻之间接入所述本振匹配信号，所述第八电阻的另一端与所述第六电容的一端连接，且所述第八电阻与所述第六电容之间接入所述第一栅极偏置电压信号，所述第六电容的另一端连接在所述第三电感和所述第五电感之间；所述第四电容的一端连接在所述第三电感和所述第五电感之间，所述第四电容的另一端通过依次串联的所述第五电容和所述第十电阻接地，所述第四电容的另一端还与所述第四电感的一端连接，所述第四电感的另一端输出所述本振放大信号。

6.根据权利要求1所述的宽带小型化混频电路，其特征在于，所述本振巴伦包括：第一微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线、第十电容、第十一电容、第八电感和第十三电阻；所述第一微带线与所述第三微带线耦合绕制，所述第二微带线与所述第四微带线耦合绕制，所述第一微带线的一端输入所述本振放大信号，所述第一微带线的另一端与所述第二微带线的一端连接，所述第二微带线的另一端通过所述第十一电容接地，所述第十电容的一端连接在所述第一微带线与所述第二微带线之间；所述第三微带线的一端接地，所述第三微带线的另一端输出所述本振差分信号对中的正向本振差分信号，所述第四微带线的一端接地，所述第四微带线的另一端输出所述本振差分信号对中的负向本振差分信号，所述第四微带线的另一端还通过并联的所述第八电感和所述第十三电阻接地。

7.根据权利要求1所述的宽带小型化混频电路，其特征在于，所述射频匹配电路包括：第六电感和第八电容；所述第六电感的一端以及所述第八电容的一端均接入所述射频信号，所述第八电容的另一端接地，所述第六电感的另一端输出所述射频匹配信号。

8.根据权利要求1所述的宽带小型化混频电路，其特征在于，所述射频巴伦包括：第五微带线、第六微带线、第七微带线、第八微带线、第十二电容和第十三电容；所述第五微带线与所述第七微带线耦合绕制，所述第六微带线与所述第八微带线耦合绕制，所述第五微带线的一端输入所述射频匹配信号，所述第五微带线的另一端与所述第六微带线的一端连接，所述第六微带线的另一端通过所述第十三电容接地；所述第七微带线的一端输出所述射频差分信号对中的正向射频差分信号，所述第八微带线的一端输出所述射频差分信号对中的负向射频差分信号，所述第七微带线的另一端与所述第八微带线的另一端连接并通过所述第十二电容接地，所述第七微带线的另一端与所述第八微带线的另一端之间输出所述混频信号并与所述中频滤波电路连接。

9.根据权利要求1所述的宽带小型化混频电路，其特征在于，所述混频电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第十一电阻、第十二电阻、第十四电容和第十五电容；所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第三二极管的正极连接，所述第三二极管的负极与所述第四二极管的正极连接，所述第四二极管的负极与所述第一二极管的正极连接；所述第一二极管的正极与所述第四二极管的负极之间接入所述射频差分信号对中的正向射频差分信号，所述第一二极管的正极与所述第四二极管的负极之间还通过依次串联的所述第十一电阻和所述第十四电容接地；所述第二二极管的负极与所述第三二极管的正极之间接入所述射频差分信号对中的负向射频差分信号，所述第二二极管的负极与所述第三二极管的正极之间还通过依次串联的所述第十二电阻和所述第十五电容接地；所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极之间接入所述本振差分信号对中的正向本振差分信号；所述第三二极管的负极与所述第四二极管的正极之间接入所述本振差分信号对中的负向本振差分信号。

10.根据权利要求1所述的宽带小型化混频电路，其特征在于，所述中频滤波电路包括：第七电感和第九电容；所述第七电感的一端接入所述混频信号，所述第七电感的另一端通过所述第九电容接地，所述第七电感的另一端输出所述中频信号。