增强型线性混频器制造技术

一种用于增强型线性混频的系统，包括：输入源信号耦合器；本地振荡器(LO)信号耦合器；主混频器，其通过外差法将主混频器输入信号和主混频器LO信号组合，以生成主混频器输出信号；失真源混频器，其通过外差法将失真混频器输入信号和失真混频器LO信号组合，以生成失真混频器输出信号；以及输出信号耦合器，其将主混频器输出信号和失真混频器输出信号组合，以生成非线性度减小的输出信号。

Enhanced linear mixer

A system for enhanced linear mixing includes an input source signal coupler, a local oscillator (LO) signal coupler, a main mixer which combines the input signal of the main mixer and the LO signal of the main mixer by heterodyne method to generate the output signal of the main mixer, and a false source mixer which combines the input signal of the distorted mixer and the LO signal of the distorted mixer by heterodyne method To generate a distortion mixer output signal; and an output signal coupler that combines the main mixer output signal and the distortion mixer output signal to generate an output signal with reduced nonlinearity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强型线性混频器相关申请的交叉引用本申请要求于2017年3月27日提交的序列号为62/477,346的美国临时申请和于2017年12月14日提交的序列号为62/598,739的美国临时申请的权益，这两者都通过引用以其整体并入。
本专利技术大体上涉及模拟电路领域，并且更具体地涉及用于增强型线性混频的新的且有用的系统和方法。背景传统的无线通信系统是半双工的；也就是说，它们不能够在单个无线通信信道上同时发射信号和接收信号。最近，在无线通信领域的工作带来了在开发全双工无线通信系统中的进步；如果这些系统被成功地实现，则可以给无线通信领域提供巨大的益处。例如，蜂窝网络使用全双工通信可以将频谱需求减半。成功实现全双工通信的一个主要障碍是自干扰的问题。解决自干扰的许多解决方案依赖于混频电路(例如，作为模拟自干扰消除器的一部分)，但是由于传统混频器固有的限制，这些解决方案在性能上可能会受到影响。因此，在无线通信领域中需要建立用于增强型线性混频的新的且有用的系统以及方法。本专利技术提供了这样的新的且有用的系统以及方法。当然，这种用于增强型线性混频的系统和方法可以应用于模拟电路的多种应用中。附图的简要说明图1是专利技术实施例的系统的视图；图2是混频器的输出信号的示例视图；图3是专利技术实施例的系统的信号组合的示例视图；图4是专利技术实施例的系统的信号组合的示例视图；图5是专利技术实施例的系统的信号组合的示例视图；图6是专利技术实施例的系统的信号组合的示例视图；和图7是专利技术实施例的系统的视图。专利技术实施例的描述本专利技术的专利技术实施例的以下描述并非旨在将本专利技术限制于这些专利技术实施例，而是旨在使本领域的任何技术人员能够制造并且使用本专利技术。1.全双工无线通信系统无线通信系统已经彻底改变了世界通信的方式，并且使用这样的系统的通信的快速增长已经在所有地区和行业中提供了更多的经济和教育机会。不幸的是，通信所需的无线频谱是有限的资源，并且无线通信的快速增长也使该资源的可用性变成更为稀缺。其结果是，频谱效率对于无线通信系统已经变得越来越重要。在全双工无线通信系统中发现了一种用于增加频谱效率的有希望的解决方案；即，能够在同一时间在同一无线信道上发射无线信号并且接收无线信号的无线通信系统。与标准半双工无线通信系统相比，此技术允许频谱效率的加倍。虽然全双工无线通信系统对于无线通信领域具有实质价值，但是已知这样的系统由于自干扰而面临挑战；因为接收和发射在同一时间在同一信道上发生，所以在全双工收发机处所接收的信号可以包括来自从该收发机发射的信号的不期望的信号分量。其结果是，全双工无线通信系统通常包括减少自干扰的模拟和/或数字自干扰消除电路。全双工收发机优选地采样作为基带数字信号、中频(IF)模拟信号或作为射频(RF)模拟信号的传输输出，但是全双工收发机可以附加地或可替代地以任何合适的方式(例如，作为IF数字信号)对传输输出进行采样。此被采样的传输输出可以由全双工收发机使用以消除来自所接收的无线通信数据(例如，作为RF/IF模拟信号或基带数字信号)的干扰。在许多全双工收发机中，模拟自干扰消除系统与数字自干扰消除系统配对。模拟自干扰消除系统通过对RF发射信号的延迟版本、相移版本和缩放版本求和，以产生RF自干扰消除信号，然后从RF接收信号中减去该信号，来去除自干扰的第一部分。可选地，模拟消除系统可以在中频处完成类似的工作。RF(或IF)接收信号减去RF/IF自干扰消除信号后，RF(或IF)接收信号通过接收机的模数转换器(并且成为数字接收信号)。在这个阶段之后，然后从数字接收信号中减去(通过转换数字发射信号而产生的)数字自干扰消除信号。本文描述的系统和方法可以通过实现高线性混频来提高全双工收发器(和其他可适用的系统)的性能，而没有在电路复杂度和/或成本方面过度增加。其他可适用的系统包括主动感测系统(例如，雷达)、有线通信系统、无线通信系统、信道仿真器、反射计、PIM分析仪和/或任何其他以模拟电子器件为特征的系统(包括发射频带和接收频带在频率上相近但不重叠的通信系统)。2.用于增强型线性混频的系统如图1所示，用于增强型线性混频的系统100包括主混频器110、失真源混频器120和信号耦合器150。系统100可以另外包括移相器130、缩放器140和/或谐波短路电路160。系统100用于提高混频器(或者更一般地，包括混频器的电路和线路(line-ups))的线性度。高线性度电路对于各种模拟电子系统非常重要，特别是在通信系统中。传统上，模拟电路设计人员可以通过提供(sourcing)更高线性度的部件(这可能会产生显著的成本)、降低功率电平(这可能会对信噪比等级或其他方面产生负面影响)或通过显著增加电路复杂性和功耗来提高线性度。根据类似于章节1中讨论的自干扰消除技术的一般原理运行，系统100利用部件(例如，失真源混频器120)来对存在于主混频器110(或包括主混频器110的更一般的电路)的输出中的失真建模并减去该失真，从而建立比单独的主混频器110的输出更线性的系统100的输出。主混频器110用于将输入信号从第一频率转换成第二频率；例如从射频(RF)到中频(IF)或基带，或者从基带到RF或IF，或者从IF到基带或RF。主混频器110优选地是有源混频器，但是可附加地或者可选择地是无源混频器。主混频器110可以包括分立部件、模拟集成电路(IC)、数字IC和/或任何其他合适的部件。主混频器110优选地用于将两个或更多个电输入信号组合为一个或更多个复合输出，其中每个输出都包括至少两个输入信号的一些特征。主混频器110优选地接收输入信号以及频移信号，频移信号优选地由本地振荡器(LO)提供。本地振荡器优选地是PLL(锁相环)操纵的数字晶体可变频振荡器(VFO)，但是附加地或者可选择地可以是模拟VFO或者任何其他合适类型的振荡器。本地振荡器优选地具有可调谐振荡频率，但是可附加地或者可选择地具有静态振荡频率。给定以频率f1为中心的输入信号和频率f2处的频移信号，主混频器110可以在以下频率中每一个处产生输出信号(每个信号是输入信号和频移信号的乘积)：f＝nf1+mf2，其中n和m是整数。例如，f1为900MHz，f2为750MHz，并且期望的输出频率为150MHz。在本例中，有问题的输出是150MHz附近的输出，而不是来自处于f1-f2的主输出。在本例中，除了接近期望频率的主输出之外的输出处于{{n,m}}＝{{-4,5},{6,-7}}(对于大多数混频器来说，这几乎不存在)。不幸的是，当主混频器110同时遇到多个紧密间隔的信号时(这在通信中是常见的)，情况更加复杂。现在假设两个输入信号在f1和f2处，频移在f3处；现在乘积可以在全部的f＝nf1+mf2+of3处产生。现在假设f1为900.00MHz，f2为900.050MHz，f3为750MHz，并且期望的输出频率为150.000MHz和150.050MHz。现在，存在一些令人困扰的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于增强型线性混频的系统，包括：/n输入源信号耦合器，所述输入源信号耦合器将第一输入信号分成主混频器输入信号和失真混频器输入信号；/n本地振荡器(LO)信号耦合器，所述本地振荡器(LO)信号耦合器将第一LO信号分成主混频器LO信号和失真混频器LO信号；/n主混频器，所述主混频器通过外差法将所述主混频器输入信号和所述主混频器LO信号组合，以生成主混频器输出信号，所述主混频器输出信号包括一阶主混频器输出信号分量和高阶主混频器输出信号分量；其中，所述主混频器输出信号的特征在于所述高阶主混频器输出信号分量与所述一阶主混频器输出信号分量的第一信号功率比；/n失真源混频器，所述失真源混频器通过外差法将所述失真混频器输入信号和所述失真混频器LO信号组合，以生成失真混频器输出信号，所述失真混频器输出信号包括一阶失真混频器输出信号分量和高阶失真混频器输出信号分量；其中，所述失真混频器输出信号的特征在于所述高阶失真混频器输出信号分量与所述一阶失真混频器输出信号分量的第二信号功率比；其中，所述第二信号功率比大于所述第一信号功率比；和/n输出信号耦合器，所述输出信号耦合器将所述主混频器输出信号和所述失真混频器输出信号组合以生成输出信号，所述输出信号包括一阶输出信号分量和高阶输出信号分量；其中，所述输出信号的特征在于所述高阶输出信号分量与所述一阶输出信号分量的第三信号功率比；其中，所述第三信号功率比小于所述第一信号功率比并且小于所述第二信号功率比。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170327 US 62/477,346;20171214 US 62/598,7391.一种用于增强型线性混频的系统，包括：
输入源信号耦合器，所述输入源信号耦合器将第一输入信号分成主混频器输入信号和失真混频器输入信号；
本地振荡器(LO)信号耦合器，所述本地振荡器(LO)信号耦合器将第一LO信号分成主混频器LO信号和失真混频器LO信号；
主混频器，所述主混频器通过外差法将所述主混频器输入信号和所述主混频器LO信号组合，以生成主混频器输出信号，所述主混频器输出信号包括一阶主混频器输出信号分量和高阶主混频器输出信号分量；其中，所述主混频器输出信号的特征在于所述高阶主混频器输出信号分量与所述一阶主混频器输出信号分量的第一信号功率比；
失真源混频器，所述失真源混频器通过外差法将所述失真混频器输入信号和所述失真混频器LO信号组合，以生成失真混频器输出信号，所述失真混频器输出信号包括一阶失真混频器输出信号分量和高阶失真混频器输出信号分量；其中，所述失真混频器输出信号的特征在于所述高阶失真混频器输出信号分量与所述一阶失真混频器输出信号分量的第二信号功率比；其中，所述第二信号功率比大于所述第一信号功率比；和
输出信号耦合器，所述输出信号耦合器将所述主混频器输出信号和所述失真混频器输出信号组合以生成输出信号，所述输出信号包括一阶输出信号分量和高阶输出信号分量；其中，所述输出信号的特征在于所述高阶输出信号分量与所述一阶输出信号分量的第三信号功率比；其中，所述第三信号功率比小于所述第一信号功率比并且小于所述第二信号功率比。


2.根据权利要求1所述的系统，还包括移相器；其中，所述移相器将所述主混频器输入信号、所述失真混频器输入信号、所述主混频器LO信号和所述失真混频器LO信号中的一个反相；其中，反相导致在所述输出信号耦合器处所述主混频器输出信号相对于所述失真混频器输出信号反相。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述移相器将所述主混频器输入信号反相。


4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述移相器将所述主混频器LO信号反相。


5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述移相器将所述失真混频器输入信号反相。


6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述移相器将所述失真混频器LO信号反相。


7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述高阶信号分量是三阶互调产物。


8.根据权利要求1所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·斯蒂芬·哈恩，阿尔弗雷德·里德尔，厄尼·兰迪，
申请(专利权)人：库姆网络公司，
类型：发明
国别省市：美国;US