【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路，尤其涉及一种基于多谐振网络的电流型有源移相器。
技术介绍
1、移相器是相控阵系统中的核心模块之一，也是射频系统中的一个关键元件。移相器有多种生成方式，在高精度的系统中往往采用基于矢量合成的方法，其原理如图1所示。一个信号首先产生两个相差为90度的信号i和q，然后通过控制这两个信号的幅度值i1，q1，最终再次合成后可以得到一个和输入信号对应的信号，其相位差为θ。
2、现有主流的方案有两种，一种是无源结构，即图1中的90度移相器，幅度控制以及信号合路都采用无源结构，即不消耗直流电流。这种结构主要的问题在于插损太大(通常典型的衰减在-10～-15db)，一方面对信号的衰减太大，在信号幅度比较小的时候可能损失信噪比，另外从通信系统链路角度，最终还是需要有源放大电路来补偿其衰减掉的增益，功耗并没有得到节省，参考图2。另一种是有源结构，即一般90度移相器是无源结构，而幅度控制和信号合路组成有源电路，这种结构更为常见，以图3为例，其iq生成的电路属于两级的无源结构，依旧会产生无源损耗，从而降低整个移相器的增益，事实上，最后得到的增益在-6db左右，依然需要一级放大器来补偿增益。
3、因此，有必要提供一种新型的基于多谐振网络的电流型有源移相器以解决现有技术中存在的上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于多谐振网络的电流型有源移相器，能够有效解决信号合成过程中增益损耗过大的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的所述一
3、本专利技术所述基于多谐振网络的电流型有源移相器的有益效果在于：通过设置相互耦合的第一谐振电路、第二谐振电路和第三谐振电路，利用多电感耦合的方式形成零极点分布，保持90°移相的网络特性，同时多线圈谐振网络的每个线圈的都可以直接接到地，确保实现电流复用和实现增益不损失，有效解决了信号合成过程中增益损耗过大的问题。
4、可选的，所述第一谐振电路包括第一电容和第一电感，所述第一电容两端分别与所述第一电感两端电连接，且所述第一电容两端分别接入所述输入电压vin的正负端，所述第二谐振电路包括第二电感和第二电容，所述第三谐振电路包括第三电感和第三电容，所述第二电容两端与所述第二电感两端电连接，所述第三电容两端和所述第三电感两端电连接，所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感均耦合，且所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感的直流端口均接地。
5、可选的，所述第二电容的两端输出信号的相位差和所述第三电容的两端输出信号的相位差均为90°。
6、可选的，所述第二谐振电路的两个输出端分别输出0°和90°的移相信号，所述第三谐振电路的两个输出端分别输出180°和270°的移相信号。
7、可选的，所述开关阵列单元包括第一开关模块和第二开关模块，所述第一开关模块的两个输入端分别与所述第二电容的一端和所述第三电容的一端电连接，所述第二开关模块的两个输入端分别与所述第二电容的另一端和所述第三电容的另一端电连接，所述第一开关模块的两个输出端分别与所述信号合成单元的两个输入端电连接，所述第二开关模块的两个输出端分别与所述信号合成单元的两个输入端电连接。
8、可选的，所述第一开关模块包括包括四个第一开关对，所述第一开关对均包括两个输入端和两个输出端，每一个所述第一开关对的两个输入端分别与所述第二电容的第一端口、所述第三电容的第一端口电连接，每一个所述第一开关对的两个输出端分别与所述信号合成单元的第一输入端、第二输入端电连接，所述第一开关对包括第一nmos管、第二nmos管、第三nmos管和第四nmos管，所述第一nmos管的源极和所述第二nmos管的源极与所述第二电容的第一端口电连接，所述第三nmos管的源极和所述第四nmos管的源极均与所述第三电容的第一端口电连接，所述第一nmos管的漏极与所述第三nmos管的漏极均与所述信号合成单元的第一输入端电连接，所述第二nmos管的漏极和所述第四nmos管的漏极均与所述信号合成单元的第二输入端电连接，所述第一nmos管的栅极和所述第四nmos管的栅极接第一控制信号，所述第二nmos管的栅极和所述第三nmos管的栅极接第二控制信号。
9、可选的，所述第二开关模块包括包括四个第二开关对，所述第二开关对均包括两个输入端和两个输出端，每一个所述第二开关对的两个输入端分别与所述第二电容的第二端口、所述第三电容的第二端口电连接，每一个所述第二开关对的两个输出端分别与所述信号合成单元的第一输入端、第二输入端电连接，所述第二开关对包括第五nmos管、第六nmos管、第七nmos管和第八nmos管，所述第五nmos管的源极和所述第六nmos管的源极均与所述第二电容的第二端口电连接，所述第七nmos管的源极和所述第八nmos管的源极均与所述第三电容的第二端口电连接，所述第五nmos管的漏极和所述第七nmos管的漏极均与所述信号合成单元的第一输入端电连接，所述第六nmos管的漏极和所述第八nmos管的漏极均与所述信号合成单元的第二输入端电连接，所述第五nmos管的栅极和所述第八nmos管的栅极均接第三控制信号，所述第六nmos管的栅极和所述第七nmos管的栅极均接第四控制信号。
10、可选的，所述第一控制信号、所述第二控制信号、所述第三控制信号和所述第四控制信号均为四个比特，以控制所述第一开关模块和所述第二开关模块实现坐标轴四个相位的遍历。
11、可选的，所述信号合成单元包括第四电感、第五电感、第六电感和第七电感，所述第四电感一端和所述第五电感一端连接并接地，所述第六电感一端和所述第七电感一端连接并接地，所述第四电感另一端与所述第一nmos管的漏极、所述第三nmos管的漏极、所述第五nmos管的漏极和所述第七nmos管的漏极电连接，所述第五电感另一端分别与所述第二nmos管的漏极、所述第四nmos管的漏极、所述第六nmos管的漏极和所述第八nmos管的漏极电连接，且所述第六电感的另一端和所述第七电感的另一端输出合成后的所述目标信号vout。
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1.一种基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，包括第一谐振电路、第二谐振电路、第三谐振电路、开关阵列单元和信号合成单元，所述第一谐振电路用于接入输入电压Vin，所述第二谐振电路、所述第三谐振电路与所述第一谐振电路之间相互耦合，且所述第一谐振电路、所述第二谐振电路和所述第三谐振电路的直流端口均接地，所述第二谐振电路的两个输出端、所述第三谐振电路的两个输出端分别输出不同的移相信号，且所述第二谐振电路的两个输出端和所述第三谐振电路的两个输出端均与所述开关阵列单元电连接，所述开关阵列单元与所述信号合成单元电连接，以控制不同的所述移相信号输出至所述信号合成单元进行信号合成以得到目标信号Vout。
2.根据权利要求1所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述第一谐振电路包括第一电容和第一电感，所述第一电容两端分别与所述第一电感两端电连接，且所述第一电容两端分别接入所述输入电压Vin的正负端，所述第二谐振电路包括第二电感和第二电容，所述第三谐振电路包括第三电感和第三电容，所述第二电容两端与所述第二电感两端电连接，所述第三电容两端和所述第三电感两端电连接，所述第
3.根据权利要求2所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述第二电容的两端输出信号的相位差和所述第三电容的两端输出信号的相位差均为90°。
4.根据权利要求3所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述第二谐振电路的两个输出端分别输出0°和90°的移相信号，所述第三谐振电路的两个输出端分别输出180°和270°的移相信号。
5.根据权利要求2所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述开关阵列单元包括第一开关模块和第二开关模块，所述第一开关模块的两个输入端分别与所述第二电容的一端和所述第三电容的一端电连接，所述第二开关模块的两个输入端分别与所述第二电容的另一端和所述第三电容的另一端电连接，所述第一开关模块的两个输出端分别与所述信号合成单元的两个输入端电连接，所述第二开关模块的两个输出端分别与所述信号合成单元的两个输入端电连接。
6.根据权利要求5所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述第一开关模块包括包括四个第一开关对，所述第一开关对均包括两个输入端和两个输出端，每一个所述第一开关对的两个输入端分别与所述第二电容的第一端口、所述第三电容的第一端口电连接，每一个所述第一开关对的两个输出端分别与所述信号合成单元的第一输入端、第二输入端电连接，所述第一开关对包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和第四NMOS管，所述第一NMOS管的源极和所述第二NMOS管的源极与所述第二电容的第一端口电连接，所述第三NMOS管的源极和所述第四NMOS管的源极均与所述第三电容的第一端口电连接，所述第一NMOS管的漏极与所述第三NMOS管的漏极均与所述信号合成单元的第一输入端电连接，所述第二NMOS管的漏极和所述第四NMOS管的漏极均与所述信号合成单元的第二输入端电连接，所述第一NMOS管的栅极和所述第四NMOS管的栅极接第一控制信号，所述第二NMOS管的栅极和所述第三NMOS管的栅极接第二控制信号。
7.根据权利要求6所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述第二开关模块包括包括四个第二开关对，所述第二开关对均包括两个输入端和两个输出端，每一个所述第二开关对的两个输入端分别与所述第二电容的第二端口、所述第三电容的第二端口电连接，每一个所述第二开关对的两个输出端分别与所述信号合成单元的第一输入端、第二输入端电连接，所述第二开关对包括第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管和第八NMOS管，所述第五NMOS管的源极和所述第六NMOS管的源极均与所述第二电容的第二端口电连接，所述第七NMOS管的源极和所述第八NMOS管的源极均与所述第三电容的第二端口电连接，所述第五NMOS管的漏极和所述第七NMOS管的漏极均与所述信号合成单元的第一输入端电连接，所述第六NMOS管的漏极和所述第八NMOS管的漏极均与所述信号合成单元的第二输入端电连接，所述第五NMOS管的栅极和所述第八NMOS管的栅极均接第三控制信号，所述第六NMOS管的栅极和所述第七NMOS管的栅极均接第四控制信号。
8.根据权利要求7所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述第一控制信号、所述第二控制信号、所述第三控制信号和所述第四控制信号均为四个比特，以控制所述第一开关模块和所述第二开关模块实现坐标轴四个相位的遍历。
9.根据权利要求8所...
【技术特征摘要】
1.一种基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，包括第一谐振电路、第二谐振电路、第三谐振电路、开关阵列单元和信号合成单元，所述第一谐振电路用于接入输入电压vin，所述第二谐振电路、所述第三谐振电路与所述第一谐振电路之间相互耦合，且所述第一谐振电路、所述第二谐振电路和所述第三谐振电路的直流端口均接地，所述第二谐振电路的两个输出端、所述第三谐振电路的两个输出端分别输出不同的移相信号，且所述第二谐振电路的两个输出端和所述第三谐振电路的两个输出端均与所述开关阵列单元电连接，所述开关阵列单元与所述信号合成单元电连接，以控制不同的所述移相信号输出至所述信号合成单元进行信号合成以得到目标信号vout。
2.根据权利要求1所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述第一谐振电路包括第一电容和第一电感，所述第一电容两端分别与所述第一电感两端电连接，且所述第一电容两端分别接入所述输入电压vin的正负端，所述第二谐振电路包括第二电感和第二电容，所述第三谐振电路包括第三电感和第三电容，所述第二电容两端与所述第二电感两端电连接，所述第三电容两端和所述第三电感两端电连接，所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感均耦合，且所述第一电感、所述第二电感和所述第三电感的直流端口均接地。
3.根据权利要求2所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述第二电容的两端输出信号的相位差和所述第三电容的两端输出信号的相位差均为90°。
4.根据权利要求3所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述第二谐振电路的两个输出端分别输出0°和90°的移相信号，所述第三谐振电路的两个输出端分别输出180°和270°的移相信号。
5.根据权利要求2所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述开关阵列单元包括第一开关模块和第二开关模块，所述第一开关模块的两个输入端分别与所述第二电容的一端和所述第三电容的一端电连接，所述第二开关模块的两个输入端分别与所述第二电容的另一端和所述第三电容的另一端电连接，所述第一开关模块的两个输出端分别与所述信号合成单元的两个输入端电连接，所述第二开关模块的两个输出端分别与所述信号合成单元的两个输入端电连接。
6.根据权利要求5所述的基于多谐振网络的电流型有源移相器，其特征在于，所述第一开关模块包括包括四个第一开关对，所述第一开关对均包括两个输入端和两个输出端，每一个所述第一开关对的两个输入端分别与所述第二电容的第一端口、所述第三电容的第一端口电连接，每一个所述第一开关对的两个输出端分别与所述信号合成单元的第一输入端、第二输入端电连接，所述第一开关对包...
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