【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信，具体涉及一种具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机。
技术介绍
1、5g通信技术提高了通信速率，通信带宽，大幅降低了通信延时。5g毫米波通信频段主要分布在26/28/37/39ghz，为了使基站和手持移动设备支持5g毫米波多频段的切换，传统方案需要同时集成多个工作在不同频段的收发链路，增大了芯片的面积和成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，采用基于镜像抑制双向混频器的架构，配合具有滤波响应的双频功率放大器和双频低噪声放大器，可以实现>60db的超高镜像抑制度，适应用于5g的28/39ghz双频双向收发。
2、为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
3、一种具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，包括：
4、具有滤波响应的双频功率放大器与具有滤波响应的双频低噪声放大器；
5、所述双频功率放大器与双频低噪声放大器通过功率分配/合成网络与双频收发单元连接；所述双频收发单元包括两个收发模块，沿信号发射方向，每个收发模块包括依次连接的宽带中频开关、宽带中频双向放大器、宽带中频正交信号发生器、镜像抑制双向混频器；所述功率分配/合成网络与所述镜像抑制双向混频器连接；
6、所述双频功率放大器，用于通过发射链路发射信号时，将由镜像抑制双向混频器通过功率分配/合成网络输入的射频信号放大后输出到天线发射出去；所述双频低噪声放大器，用于通
7、所述镜像抑制双向混频器，通过本振正交信号发生模块提供的正交本振信号，对输入的正交中频信号或对输入的射频信号进行混频后输出，得到镜像频率被抑制的信号，在发射状态下输出上变频的单边带射频信号以及在接收状态下输出下变频的单边带中频信号，所述双频功率放大器、双频低噪声放大器均可工作在两个频段，所述双频功率放大器与双频低噪声放大器通过切换偏置的动作，实现不同频段及收发的切换。
8、其中，所述本振信号发生模块包括依次连接的锁相环、本振正交信号发生器，所述本振正交信号发生器的输出端通过本振驱动放大器或本振相位切换驱动放大器连接镜像抑制双向混频器的本振端；所述锁相环生成本地振荡信号后，通过本振正交信号发生器转换为本振正交信号，通过本振驱动放大器或本振相位切换驱动放大器后，输入到镜像抑制双向混频器的本振端。
9、其中，所述本振正交信号发生器采用高阶级联耦合器的结构生成正交的本振信号。
10、其中，所述锁相环工作于30-37ghz，所述本振正交信号发生器工作于2-10.6ghz，所述本振驱动放大器工作于2-10.6ghz。
11、其中，所述镜像抑制双向混频器包括两个无源双向混频器，两个无源双向混频器工作在不同频段，实现镜像抑制结构的双频带覆盖；发射时，根据输入的本振正交信号将输入的正交中频信号转换为射频信号输出；接收时，根据输入的本振正交信号将输入的射频信号转为中频信号输出，然后两个无源双向混频器的输出信号进行混频后输出，得到镜像频率被抑制的信号。
12、其中，所述无源双向混频器采用双平衡架构，单平衡架构或者双双平衡架构。
13、其中，所述双频功率放大器包括工作于不同频带的两个窄带驱动级和工作于宽带的一个宽带输出级，两个窄带驱动级在输出端并联后通过宽带级间匹配网络与宽带输出级的输入端连接；每个窄带驱动级包括一个窄带输入级放大器、与窄带输入级放大器通过级间匹配网络连接的一个窄带驱动级放大器。
14、其中，所述双频功率放大器具有28ghz单频滤波响应、39ghz单频滤波响应以及28ghz和39ghz宽带响应三种工作模式。
15、其中，所述双频低噪声放大器包括一个工作于宽带的宽带低噪声输入级和两个工作于不同频带的窄带驱动级；两个窄带驱动级的输入端并联后通过宽带级间匹配网络与宽带低噪声输入级的输出端连接，每个窄带驱动级包括一个窄带驱动级放大器，与窄带驱动级放大器通过级间匹配网络连接的一个窄带输出级放大器。
16、其中，所述双频低噪声放大器具有28ghz单频滤波响应、39ghz单频滤波响应以及28ghz和39ghz宽带响应三种工作模式。
17、其中，所述双频功率放大器的宽带输出级和双频低噪放的宽带低噪输入级采用双向放大器的设计，共用匹配网络。
18、其中，所述宽带中频双向放大器，用于根据信号的接收或发射的强度需要，对中频信号放大，采用两个宽带中频可增益放大器，分别用于双频双向收发机在接收模式下及发射模式下的信号放大，或是采用一个能双向信号放大的宽带中频双向放大器实现。
19、其中，所述中频宽带可变增益放大器采用基于晶体管寄生效应补偿的电流舵结构，实现低寄生相移。
20、其中，所述中频宽带可变增益放大器为差分电路，包括从输入端到输出端依次连接的差分共栅晶体管和数控共栅晶体管电路、寄生补偿电路、提供恒定电流的晶体管电路；所述差分共栅晶体管和数控共栅晶体管电路交叉耦合，用于实现数字控制的可变增益信号放大；所述寄生补偿电路用于补偿共栅晶体管和数控共栅晶体管的输出寄生参数；所述提供恒定电流的晶体管电路同时提供合适的输出阻抗，以便于匹配。
21、其中，所述中频宽带开关在切换接收模式和发射模式时选择对应的中频宽带可变增益放大器进行信号的放大。
22、其中，所述中频宽带开关工作于2-10.6ghz,覆盖卫星通信、4g、5g、wifi、uwb频段。
23、其中，采用wlcsp封装工艺，采用焊球将双频双向收发机芯片的有源面倒装焊接在pcb板上。
24、本专利技术采用的镜像抑制无源双向混频器，两个工作在不同频段，实现镜像抑制结构的双频带覆盖。
25、本专利技术的镜像抑制双向双向混频器，在发射模式下，可以在中频端(if)输入中频信号，射频端(rf)输出调制后的单边带射频信号，实现具有镜像抑制功能的上变频；在接收模式下，可以在射频端(rf)输入射频信号，中频端(if)输出解调后的单边带中频信号，其输出状态通过开关选择。
26、本专利技术镜像抑制双向混频器混频器采用的无源双向混频器采用宽带双平衡的结构，输入信号间具有高隔离度，且可以抵消混频过程中产生的杂散信号。
27、本专利技术双频功率放大器的宽带输出级和双频低噪声放大器的输入级采用双向放大器的设计形式，共用匹配网络，有效提升发射效率和降低接收噪声系数。
28、本专利技术采用镜像抑制双向混频器，与具有选频功能的双频功率放大器和低噪声放大器结合，可大幅提升系统的镜像抑制度，实现60db以上的镜像抑制。
29、本专利技术支持2-10.6ghz的较大中频带宽，覆盖卫星通信、4g、5g、wifi、uwb等多个频段。
30、本专利技术具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，可工作在28/39ghz两本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述本振信号发生模块包括依次连接的锁相环、本振正交信号发生器，所述本振正交信号发生器的输出端通过本振驱动放大器或本振相位切换驱动放大器连接镜像抑制双向混频器的本振端；所述锁相环生成本地振荡信号后，通过本振正交信号发生器转换为本振正交信号，通过本振驱动放大器或本振相位切换驱动放大器后，输入到镜像抑制双向混频器的本振端。
3.根据权利要求2所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述本振正交信号发生器采用高阶级联耦合器的结构生成正交的本振信号。
4.根据权利要求2所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述锁相环工作于30-37GHz，所述本振正交信号发生器工作于2-10.6GHz，所述本振驱动放大器工作于2-10.6GHz。
5.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述镜像抑制双向混频器包括两个无源双向混频器，两个无源双向混频器工作在不
6.据权利要求5所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述无源双向混频器采用双平衡架构，单平衡架构或者双双平衡架构。
7.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述双频功率放大器包括工作于不同频带的两个窄带驱动级和工作于宽带的一个宽带输出级，两个窄带驱动级在输出端并联后通过宽带级间匹配网络与宽带输出级的输入端连接；每个窄带驱动级包括一个窄带输入级放大器、与窄带输入级放大器通过级间匹配网络连接的一个窄带驱动级放大器。
8.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述双频功率放大器具有28GHz单频滤波响应、39GHz单频滤波响应以及28GHz和39GHz宽带响应三种工作模式。
9.根据权利要求7所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述双频低噪声放大器包括一个工作于宽带的宽带低噪声输入级和两个工作于不同频带的窄带驱动级；两个窄带驱动级的输入端并联后通过宽带级间匹配网络与宽带低噪声输入级的输出端连接，每个窄带驱动级包括一个窄带驱动级放大器，与窄带驱动级放大器通过级间匹配网络连接的一个窄带输出级放大器。
10.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述双频低噪声放大器具有28GHz单频滤波响应、39GHz单频滤波响应以及28GHz和39GHz宽带响应三种工作模式。
11.根据权利要求9所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述双频功率放大器的宽带输出级和双频低噪放的宽带低噪输入级采用双向放大器的设计，共用匹配网络。
12.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述宽带中频双向放大器，用于根据信号的接收或发射的强度需要，对中频信号放大，采用两个宽带中频可增益放大器，分别用于双频双向收发机在接收模式下及发射模式下的信号放大，或是采用一个能双向信号放大的宽带中频双向放大器实现。
13.根据权利要求12所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述中频宽带可变增益放大器采用基于晶体管寄生效应补偿的电流舵结构，实现低寄生相移。
14.根据权利要求13所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述中频宽带可变增益放大器为差分电路，包括从输入端到输出端依次连接的差分共栅晶体管和数控共栅晶体管电路、寄生补偿电路、提供恒定电流的晶体管电路；所述差分共栅晶体管和数控共栅晶体管电路交叉耦合，用于实现数字控制的可变增益信号放大；所述寄生补偿电路用于补偿共栅晶体管和数控共栅晶体管的输出寄生参数；所述提供恒定电流的晶体管电路同时提供合适的输出阻抗，以便于匹配。
15.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述中频宽带开关在切换接收模式和发射模式时选择对应的中频宽带可变增益放大器进行信号的放大。
16.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5G双频双向收发机，其特征在于，所述中频宽带开关工作于2-10.6GHz,覆盖卫星通信、4G、5G、WiFi、UWB频段。
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【技术特征摘要】
1.具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，其特征在于，所述本振信号发生模块包括依次连接的锁相环、本振正交信号发生器，所述本振正交信号发生器的输出端通过本振驱动放大器或本振相位切换驱动放大器连接镜像抑制双向混频器的本振端；所述锁相环生成本地振荡信号后，通过本振正交信号发生器转换为本振正交信号，通过本振驱动放大器或本振相位切换驱动放大器后，输入到镜像抑制双向混频器的本振端。
3.根据权利要求2所述的具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，其特征在于，所述本振正交信号发生器采用高阶级联耦合器的结构生成正交的本振信号。
4.根据权利要求2所述的具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，其特征在于，所述锁相环工作于30-37ghz，所述本振正交信号发生器工作于2-10.6ghz，所述本振驱动放大器工作于2-10.6ghz。
5.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，其特征在于，所述镜像抑制双向混频器包括两个无源双向混频器，两个无源双向混频器工作在不同频段，实现镜像抑制结构的双频带覆盖；发射时，根据输入的本振正交信号将输入的正交中频信号转换为射频信号输出；接收时，根据输入的本振正交信号将输入的射频信号转为中频信号输出，然后两个无源双向混频器的输出信号进行合成后输出，得到镜像频率被抑制的信号。
6.据权利要求5所述的具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，其特征在于，所述无源双向混频器采用双平衡架构，单平衡架构或者双双平衡架构。
7.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，其特征在于，所述双频功率放大器包括工作于不同频带的两个窄带驱动级和工作于宽带的一个宽带输出级，两个窄带驱动级在输出端并联后通过宽带级间匹配网络与宽带输出级的输入端连接；每个窄带驱动级包括一个窄带输入级放大器、与窄带输入级放大器通过级间匹配网络连接的一个窄带驱动级放大器。
8.根据权利要求1所述的具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，其特征在于，所述双频功率放大器具有28ghz单频滤波响应、39ghz单频滤波响应以及28ghz和39ghz宽带响应三种工作模式。
9.根据权利要求7所述的具有高镜像抑制度的5g双频双向收发机，其特征在于，所述双频低噪声放大器包括一个工作于宽带的宽带低噪声...
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