【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无线信号收发，尤其涉及一种双向有源混频器、射频收发电路及通信设备。
技术介绍
1、随着5g新频谱(nr，new radio)频段的使用，为了进一步提高数据的传输速率，广泛使用双极化的相控阵列。相控阵列的电路中需要使用大量的射频收发通路。射频收发通路包括射频开关、功率放大器(pa，power amplifier)、低噪声放大器(lna、low poweramplifier)、混频器、移相器等。并且，射频收发通路分开独立设计，占用较大的电路面积。发射通路包括开关、pa、匹配网络和上变频电路；接收通路包括开关、lna、匹配网络和下变频电路。
2、为了减小电路面积，射频收发通路中，pa、lna与开关共用匹配网络，但是混频器采用上变频电路和下变频电路分开设计，仍然占用较大面积。为了进一步减小电路面积，将收发的混频电路共用，采用无源混频架构，但是无源混频器存在较大的插损，增加电路的直流功耗。
技术实现思路
1、为了解决以上技术问题，本申请提供一种双向有源混频器、射频收发电路及通信设备，能够共用在射频收发通路中，从而减小电路面积，并且不增加电路的功耗。
2、第一方面，本申请提供了一种双向有源混频器，包括：控制电路、中频电路、混频开关电路、可调电流源电路和匹配网络；中频电路的第一端和第二端分别连接射频发射端和射频接收端；混频开关电路的第一端和第二端分别连接射频接收端和匹配网络的第一端；匹配网络的第二端连接可调电流源电路的第一端；匹配网络的第三端连接射频输入输出端口
3、其中，中频电路和可调电流源电路可以在信号发射和接收两种状态进行切换，控制电路在双向有源混频器工作在接收和发射两种不同状态时，切换中频电路和可控电流源电路的工作状态，而且可调电流源电路的存在可以保证双向混频器为有源混频器，从而可以改善无源混频器插损较大的问题，从而没有插损带来的功耗。并且，混频开关电路和匹配网络均为接收和发射双向工作中的公共器件，不需要设置双份。因此，本申请实施例提供的双向有源混频器可以共用在信号接收和信号发射两种状态，节省电路面积，而且不会增加功耗。
4、中频电路至少包括开关和阻抗，开关是为了切换工作状态，阻抗是为了，在射频信号接收时，作为中频负载，将电流信号转为电压信号，不具体限定开关的数量，也不限定阻抗的数量，例如阻抗可以为纯电阻。一种可能的实现方式，中频电路包括：选通电路和电阻；中频电路的第一端通过选通电路连接中频电路的第二端；中频电路的第二端通过串联的选通电路和电阻接地；控制电路，在双向有源混频器发射射频信号时，控制选通电路动作将中频电路的第一端和第二端导通；在双向有源混频器接收射频信号时，控制选通电路动作将中频电路的第二端通过电阻接地。
5、一种可能的实现方式，选通电路包括：第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管；电阻包括第一电阻和第二电阻；第一pmos管的第一端连接电源，第一pmos管的第二端通过第一电阻连接中频电路的第二端；第二pmos管的第一端通过第二电阻接地，第二pmos管的第二端连接中频电路的第二端；第一nmos管的第一端和第二端分别连接中频电路的第一端和第二端；第一nmos管的栅极连接第二pmos管的栅极；第一pmos管的栅极和第二pmos管的栅极均连接控制电路。第一电阻和第二电阻的阻值可以相同，也可以不同。当接收射频信号时，中频电路作为负载；当发射射频信号时，中频电路作为电流源。
6、一种可能的实现方式，可调电流源电路包括：第三nmos管、第四nmos管、第三pmos管和第二nmos管；第三nmos管的第一端连接可调电流源电路的第一端，第三nmos管的第二端接地；第四nmos管的第一端连接第三nmos管的栅极和第二nmos管的第一端，第四nmos管的第二端接地；第二nmos管的第二端连接偏置电压源；第二nmos管的栅极连接第三pmos管的栅极，第三pmos管的第一端和第二端分别连接可调电流源电路的第一端和电源；第四nmos管的栅极和第三pmos管的栅极均连接控制电路。
7、其中，控制电路还用于调节偏置电压源的大小来调节可调电流源的电流大小，具体地，调节第三nmos管的电流，从而调节双向有源混频器的增益大小。在接收模式下，控制电路通过调整偏置电压源，将可调电流源电路设置为混频开关电路的尾电流源。在发射模式下，控制电路将可调电流源电路设置为可注入电流源模式，进而调整本振的泄露。
8、控制电路采用级联式的反相器主要是为了保证控制电路输出的第一输出信号和第二输出信号的准确性。
9、一种可能的实现方式，控制电路包括：mos管形成的两级串联的反相器：第一反相器和第二反相器；第一反相器的输入端接收控制信号，第一反相器的输出信号作为第二反相器的输入信号，第一反相器的第一输出信号和第二反相器的第二输出信号均作为控制信号输入中频电路和可调电流源电路，第一输出信号和第二输出信号的电平相反。
10、一种可能的实现方式，第一反相器包括：第四pmos管和第五nmos管；第二反相器包括：第五pmos管和第六nmos管；第四pmos管的第一端接电源，第五nmos管的第一端接地，第四pmos管的第二端连接第五nmos管的第二端；第四pmos管的栅极连接第五nmos管的栅极并连接控制信号；第四pmos管的第二端输出第一输出信号；第五pmos管的栅极和第六nmos管的栅极均连接第四pmos管的第二端，第五pmos管的第一端接电源，第五pmos管的第二端连接第六nmos管的第二端，第六nmos管的第一端接地；第五pmos管的第二端输出第二输出信号。
11、控制电路可以由其他可以实现逻辑电平转换的电路来实现，本申请实施例也不具体限定反相器级联的数量，只要可以实现发射和接收两种工作模式的切换即可。
12、一种可能的实现方式，控制电路包括：mos管和电阻形成的两级串联的反相器：第一反相器和第二反相器；第一反相器的输入端接收控制信号，第一反相器的输出信号作为第二反相器的输入信号，第一反相器的输出信号和第二反相器的输出信号均作为控制信号输入中频电路和可调电流源电路。
13、一种可能的实现方式，匹配网络为差分匹配网络，不具体限定匹配网络的具体内部结构，匹配网络只要可以实现单端信号转换为差分信号即可，
14、一种可能的实现方式，混频开关电路包括单平衡混频开关电路或双平衡开关电路。
15、本申请实施例还提供一种射频收发电路，包括以上介绍的双向有源混频器，还包括：双向放大器、驱动放大器和本振；双向有源混频器的射频发射端连接基带，双向有源混频器的射频接收端通过驱动放大器连接本振；双向有源混频器的射频输入输出端口通过双向放大器连接天线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双向有源混频器，其特征在于，包括：控制电路、中频电路、混频开关电路、可调电流源电路和匹配网络；
2.根据权利要求1所述的双向有源混频器，其特征在于，所述中频电路包括：选通电路和电阻；
3.根据权利要求2所述的双向有源混频器，其特征在于，所述选通电路包括：第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管；所述电阻包括第一电阻和第二电阻；
4.根据权利要求1所述的双向有源混频器，其特征在于，所述可调电流源电路包括：第三NMOS管、第四NMOS管、第三PMOS管和第二NMOS管；
5.根据权利要求4所述的双向有源混频器，其特征在于，所述控制电路，还用于调节所述偏置电压源的大小来调节所述可调电流源的电流大小。
6.根据权利要求1-5任一项所述的双向有源混频器，其特征在于，所述控制电路包括：MOS管形成的两级串联的反相器：第一反相器和第二反相器；
7.根据权利要求6所述的双向有源混频器，其特征在于，所述第一反相器包括：第四PMOS管和第五NMOS管；
8.根据权利要求1-5任一项所述的双向有源混频器，
9.根据权利要求1-8任一项所述的双向有源混频器，其特征在于，所述匹配网络为差分匹配网络。
10.根据权利要求1-9任一项所述的双向有源混频器，其特征在于，所述混频开关电路包括单平衡混频开关电路或双平衡开关电路。
11.一种射频收发电路，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的双向有源混频器，还包括：双向放大器、驱动放大器和本振；
12.根据权利要求11所述的射频收发电路，其特征在于，所述双向有源混频器为双向有源正交混频器。
13.一种通信设备，其特征在于，包括：权利要求11或12所述的射频收发电路，还包括：天线；
...【技术特征摘要】
1.一种双向有源混频器，其特征在于，包括：控制电路、中频电路、混频开关电路、可调电流源电路和匹配网络；
2.根据权利要求1所述的双向有源混频器，其特征在于，所述中频电路包括：选通电路和电阻；
3.根据权利要求2所述的双向有源混频器，其特征在于，所述选通电路包括：第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管；所述电阻包括第一电阻和第二电阻；
4.根据权利要求1所述的双向有源混频器，其特征在于，所述可调电流源电路包括：第三nmos管、第四nmos管、第三pmos管和第二nmos管；
5.根据权利要求4所述的双向有源混频器，其特征在于，所述控制电路，还用于调节所述偏置电压源的大小来调节所述可调电流源的电流大小。
6.根据权利要求1-5任一项所述的双向有源混频器，其特征在于，所述控制电路包括：mos管形成的两级串联的反相器：第一反相器和第二反相器；
7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓伟，赵夫源，张明名，丘启霖，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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