一种抗干扰网络及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种抗干扰网络及其应用，所述抗干扰网络包含四个电感线圈即第一至第四电感线圈，抗干扰网络由电感线圈之间的耦合效应实现，其中有两个线圈为并联连接关系，这四个电感线圈组成了一个三端口的高阶变压器耦合网络，输入输出传递函数具有频率选择特性，采用本抗干扰网络的低噪声放大器可以对带外干扰信号进行有效抑制，且所采用的抗干扰高阶变压器耦合网络不会恶化放大器的噪声系数，增益等指标，同时也不会增加直流功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种抗干扰网络及其应用
本专利技术涉及一种抗干扰网络及其应用，属于电路与系统领域，特别是微电子与固体电子学的射频与模拟集成电路

技术介绍
近年来无线通信技术发展迅速，智能手机，平板电脑等便捷式终端逐渐成为人们日常生活中不可或缺的工具，低功耗，高集成度的无线收发机设计变大非常重要。由于多种无线系统共存，应用场景复杂，每个收发机面临着其他收发机的严重干扰，同时也需要承受自身的自干扰，因此干扰抑制技术是宽带无线收发机中核心和关键技术。在无线收发机中，接收机的设计非常关键。在接收射频小信号时，接收系统的而工作频段以外(简称“带外”)干扰信号会改变射频接收系统电路的工作状态，对视频接收系统的增益，噪声，带宽，线性度等性能造成不良的影响，甚至会影响接收机的正常工作。同时，由于射频接收机电路本身存在非线性，位于工作频段以内(简称“带内”)的有用信号附件的干扰信号会产生再生频谱，这些再生频谱可能会直接影响到有用信号，降低接收机的灵敏度。因此，在距离天线最近的低噪声放大器中抑制干扰信号对保证接收机正常工作，提升接收机性能具有重要意义。具有干扰抑制的低噪声放大器电路实现干扰抑制常用的方法是滤波方法或反馈抵消方法。滤波方法是在低噪声放大器电路的输入端或者输出端串联一个滤波器，滤除干扰信号。但是，输入端的滤波器在低噪声放大器的输入端引入了噪声源，将恶化噪声放大器的噪声系数与输入阻抗匹配，输出端的滤波器将影响到低噪声放大器的增益。反馈抵消方法是在利用反馈电路，将经低噪声放大器放大后的干扰信号反馈到低噪声放大器的输入端，抵消干扰信号。但是这种方法中反馈电路将恶化放大器放大后的噪声系数，输入阻抗匹配和增益，同时有源反馈电路也将增加直流功耗。文献“D.Zhang,P.Li,X.XuandH.Xu,"A7-9GHzLNAUtilizingInputMatchingFilterforOut-of-BandInterferenceRejection,"2019IEEEAsia-PacificMicrowaveConference(APMC),Singapore.”采用了匹配滤波方法实现具有干扰抑制的低噪声放大器电路，该设计通过在低噪声放大器的输入端引入滤波器型匹配网络，实现单个芯片上的噪声匹配和带外干扰抑制。通过引入匹配滤波器网络，3级LNA芯片可以实现超过67dB的干扰抑制，增益为25dB。该电路虽然可以实现67dB的干扰抑制，但是由于输入端增加了滤波器单元，引入的噪声会恶化噪声系数，同时增加的滤波器单元会带来额外的回波损耗，降低了低噪声放大器的增益。文献“K.Wang,C.Meng,T.Lo,andG.Huang,“0.35-μmSiGeBiCMOSweaverimagerejectionreceiverwith60-GHzdouble-quadraturesub-harmonicSchottkyDiodemixerand10-GHzdoublequadratureGilbertmixer,”in2017IEEEAsiaPacificMicrowaveConference,2017,pp.899–902.”，采用了镜像抑制混频器的接收机方法，其接收机工作频率范围可以覆盖48-62GHz，可以实现约40dB的镜像频率干扰抑制。但此接收机中共采用了6个混频器，极大的增加了系统复杂程度，且毫米波频段的宽带正交本振信号存在较大的幅度相位误差，会进一步影响系统干扰抑制的能力。综上所述，传统的射频/毫米波接收机干扰抑制方法具有工作带宽窄，噪声系数大，增益减小，增加直流功耗等问题，目前缺少有效的射频域/毫米波域的临近信道干扰抑制技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗干扰网络以解决传统射频/毫米波频段干扰抑制技术抑制干扰能力不强的问题；并提供该具有干扰抑制的高阶变压器耦合网络在放大器电路中的应用，以解决传统用于射频/毫米波频段抑制干扰信号的电路单元会恶化放大器的噪声系数、增益，增加直流功耗，增加系统复杂度的问题，以及射频域/毫米波域的临近信道干扰抑制技术缺失问题。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种抗干扰的高阶变压器耦合网络，所述抗干扰网络包含四个电感线圈即第一至第四电感线圈，抗干扰网络由电感线圈之间的耦合效应实现，输入输出传递函数具有频率选择特性，其中有两个线圈为并联连接关系，这四个电感线圈组成了一个三端口的高阶变压器耦合网络。作为优选，所述三端口高阶变压器耦合网络应用在单端电路中时，所包含的第一至第四电感线圈的负端都接在地端。第一电感L1的正端接输入端，第一电感L1与第二电感L2之间存在耦合，第一电感L1与第三电感L3之间存在耦合，第一电感L1与第四电感L4之间存在耦合，第二电感L2与第四电感L4之间存在耦合，第三电感L3与第四L4之间并联。端口1为高阶变压器耦合网络的输入端口，端口2和端口3互为高阶变压器耦合网络的输出端口和反馈端口，且三个端口均为单端端口。这种连接方式可以有效实现单端信号的输入输出，同时由于电感之间的耦合效应，使得信号的输入输出传输函数，具有较高的频率选择特性，可以有效抑制干扰信号。作为优选，所述的三端口高阶变压器耦合网络应用在差分电路中时，所包含的第一至第四电感线圈，第一电感L1的两端接差分输入端，第一电感L1与第二电感L2之间存在耦合，第一电感L1与第三电感L3之间存在耦合，第一电感L1与第四电感L4之间存在耦合，第二电感L2与第四电感L4之间存在耦合，第三电感L3与第四L4之间并联。端口1为高阶变压器耦合网络的输入端口，端口2和端口3互为高阶变压器耦合网络的输出端口和反馈端口，且三个端口均为差分端口。这种连接方式可以有效实现差分信号的输入输出，同时由于电感之间的耦合效应，使得信号的输入输出传输函数，具有较高的频率选择特性，可以有效抑制干扰信号。作为优选，当所述抗干扰网络与单端电路相连时，所述的抗干扰网络的端口1与输入端相连，端口2连接第一晶体管M1的栅极，端口3连接第一晶体管M1的源极。所述的三端口高阶变压器耦合网络包含第一路径和第二路径，第一路径为共源路径，第二路径为共栅路径。所述第一路径和第二路径分别包含主级电感线圈和次级电感线圈，所述高阶变压器耦合网络的主级电感线圈分别与第一路径和第二路径的次级电感线圈之间存在耦合，且所述第一路径的次级电感与第二路径的次级电感之间存在耦合。这种连接方式可以有效实现单端信号的输入输出，同时由于电感之间的耦合效应，使得信号的输入输出传输函数，具有较高的频率选择特性，可以有效抑制干扰信号。作为优选，当所述抗干扰网络与差分电路相连时，所述抗干扰网络的端口1的正端与输入正端相连，端口1的负端与输入端的负端相连。端口2的正端与第一晶体管M1的栅极相连，端口2的负端与第二晶体管M2的栅极相连。端口3的正端与第一晶体管M1的源极相连，端口3的负端与第二晶体管M2的源极相连。这种连接方式可以有效实现差分信号的输入输出，同时由于电感之间的耦合效应，使得信号的输入输出传输函数，具有较高的频率选择特性，可以有效抑制干扰信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗干扰网络，其特征在于，所述抗干扰网络包含四个电感线圈即第一至第四电感线圈，抗干扰网络由电感线圈之间的耦合效应实现，其中有两个线圈为并联连接关系，这四个电感线圈组成了一个三端口的高阶变压器耦合网络。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗干扰网络，其特征在于，所述抗干扰网络包含四个电感线圈即第一至第四电感线圈，抗干扰网络由电感线圈之间的耦合效应实现，其中有两个线圈为并联连接关系，这四个电感线圈组成了一个三端口的高阶变压器耦合网络。


2.根据权利要求1所述的一种抗干扰网络，其特征在于，所述三端口高阶变压器耦合网络应用在单端电路中时，第一至第四电感线圈的负端都接在地端，第一电感L1的正端接输入端，第一电感L1与第二电感L2之间存在耦合，第一电感L1与第三电感L3之间存在耦合，第一电感L1与第四电感L4之间存在耦合，第二电感L2与第四电感L4之间存在耦合，第三电感L3与第四L4之间并联，端口1为高阶变压器耦合网络的输入端口，端口2和端口3互为高阶变压器耦合网络的输出端口和反馈端口，且三个端口均为单端端口。


3.根据权利要求1所述的一种抗干扰网络，其特征在于，所述三端口高阶变压器耦合网络应用在差分电路中时，第一电感L1的两端接差分输入端，第一电感L1与第二电感L2之间存在耦合，第一电感L1与第三电感L3之间存在耦合，第一电感L1与第四电感L4之间存在耦合，第二电感L2与第四电感L4之间存在耦合，第三电感L3与第四L4之间并联，端口1为高阶变压器耦合网络的输入端口，端口2和端口3互为高阶变压器耦合网络的输出端口和反馈端口，且三个端口均为差分端口。


4.根据权利要求1或2所述的一种抗干扰网络，其特征在于，当抗干扰网络与单端电路相连时，所述抗干扰网络的端口1与输入端相连，端口2连接第一晶体管M1的栅极，端口3连接第一晶体管M1的源极，所述三端口高阶变压器耦合网络包含第一路径和第二路径，第一路径为共源路径，第二路径为共栅路径，所述第一路径和第二路径分别包含主级电感线圈和次级电感线圈，所述高阶变压器耦合网络的主级电感线圈分别与第一路径和第二路径的次级电感线圈之间存在耦合，且所述第一路径的次级电感与第二路径的次级电感之间存在耦合。


5.根据权利要求1或3所述的一种抗干扰网络，其特征在于，当抗干扰网络与差分电路相连时，所述抗干扰网络的端口1的正端与输入正端相连，端口1的负端与输入负端相连，端口2的正端与第一晶体管M1的栅极相连，端口2的负端与第二晶体管M2的栅极相连，端口3的正端与第一晶体管M1的源极相连，端口3的负端与第二晶体管M2的源极相连。


6.根据权利要求1所述的一种抗干扰网络，其特征在于，所述抗干扰网络应用于低噪声放大器，可变增益放大器，功率放大器电路中，所述放大器电路包含输入输出匹配网络，放大单元以及具有干扰抑制的高阶耦合网络；所述抗干扰网络位于放大器的输入端，作为输入匹配网络，同时也可以位于两级放大器之间作为级间匹配网络。


7.采用权利要求1-6任一项抗干扰网络的低噪声放大器，其特征在于，抗干扰网络的端口1与输入端相连，端口2与第一晶体管M1的栅极相连，端口3与第一晶体管M1的源极相连，第一晶体管M1的栅极与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与VB相连，第一晶体管M1的漏极与第五电感L5的一端相连，第五电感L5的另一端与VDD相连，第六电感L6的一端与第二晶体管M2的栅极相连，第六电感L6的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：张有明，唐旭升，黄风义，孙一龙，余正义，李俊杰，姜楠，
申请(专利权)人：东南大学，上海表象信息科技有限公司，南京展芯通讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32