A CMOS image-rejection mixer with 58-dB IRR for DTV receivers

The design,implementation,and characterization of an image-rejection double quadrature conversion mixer based on RC asymmetric polyphase filters（PPF） are presented.The mixer consists of three sets of PPFs and a mixer core for quadrature down conversion.Two sets of PPFs are used for the quadrature generation and the other one is used for the IF signal selection to reject the unwanted image band.Realized in 0.18-μm CMOS technology as a part of the DVB-T receiver chip,the mixer exhibits a high image rejection ratio（IRR） of 58 dB,a power consumption of 11 mW,and a 1-dB gain compression point of-15 dBm.

宽带镜频抑制混频器设计及实现

雷达和通信接收系统中,采用镜频抑制混频器能够有效抑制镜像频率,提高系统的抗干扰能力。在介绍镜像干扰原理的基础上,给出了一种镜频抑制混频器的框图,该结构既能在接收机中作为镜频抑制混频器,还能在发射机中作为单边带调制器。设计制作了一个S频段镜频抑制混频器,测试结果显示在S频段内镜频抑制度大于20dB,单边带抑制度大于20dB,很好地抑制了镜像频率以及边带。

Ku波段镜像抑制混频器的研制

介绍一种小型化Ku波段镜像抑制混频器设计方案,以单片无源双平衡混频器为基础,对主要关键电路射频正交耦合器、中频正交耦合器以及本振同相功分器进行电路优化设计及制作。在近1GHz的带宽内成功实现了镜像抑制大于20dB,插入损耗小于10dB,隔离度大于25dB的Ku波段无源镜像抑制混频器。实测结果表明,系统具有低损耗、高隔离度、高镜像抑制及高集成度的特点,在捷变频雷达、通信及遥测等系统中具有较好的应用前景。

宽带镜频抑制混频器应用研究

雷达和通信系统中,采用镜频抑制混频器能够有效抑制镜像频率,提高系统的抗干扰能力,同时能够有效的回收镜频能量,提高工作效率。在介绍镜像干扰原理的基础上,文中给出了一种镜频抑制混频器的框图,该结构既能在接收机中作为镜频抑制混频器,还能在发射机中作为单边带调制器。本文对某型下变频器进行了干扰分析,与镜像抑制混频器进行了对比研究,提出了用镜像抑制混频器替代该型下变频器的可行性。

X波段镜频抑制混频器的仿真设计

讨论并分析了镜频抑制的原理、影响镜频抑制度的主要因素和提高镜抑的措施。在此基础上,利用ADS软件仿真设计了一个X波段镜频抑制混频器。仿真结果表明:该混频器镜频抑制度20dB、变频损耗7dB、本振及射频端口驻波均2,另外该混频器还具有较低的噪声系数,满足小于8的指标要求值。

紧凑结构的宽带毫米波单片IQ混频器的设计①

采用0．15μm砷化镓赝晶高迁移率场效应管工艺设计了一种结构紧凑的26—40GHz的毫米波无源单片电路IQ混频器。该混频器采用环形二极管和新颖的中频提取电路结构，并把螺旋型Marchand巴伦（平衡一不平衡变换器）用于本振端和射频端，将单端信号转换成差分信号，极大地缩小了芯片的面积，整块芯片面积为1．5mm×1．35mm。芯片在片测试结果表明混频器性能良好，变频损耗在26—40GHz射频频带范围内为-6．5-～13dB，中频带宽为DC～6GHz，镜像抑制度（IMRR）在18～26dB之间，本振到射频的隔离度大于23dB，本振到中频的隔离度大于29dB，射频到中频的隔离度大于26dB。

S波段四通道低中频接收电路芯片的设计和实现

基于有源相控阵雷达的应用,设计了一款S波段四通道低中频接收芯片,射频接收信号为2.2~2.5 GHz,中频信号为2~6 MHz可调.为满足T/R组件低成本、轻量化的要求,芯片集成了四条接收通道、本振通路和数字控制等模块.针对多通道芯片容易产生耦合的现象,采用了多种物理布局方式提高通道隔离.采用SMIC 0.13μm CMOS工艺进行了设计仿真和流片,芯片面积为3.91 mm×3.66 mm。测试结果表明,四通道低中频接收电路增益调整范围≥58.29 dB,通道噪声系数≤9.25 dB,通道隔离度≥32.2dB.

Ka波段镜像抑制谐波混频器设计

针对现代毫米波接收机和雷达系统高抗干扰能力的需求,分析了具有镜像频率抑制能力的谐波混频器的基本原理,提出了一种Ka波段镜像抑制谐波混频器的设计方案。该混频器由两个混频单元组成,利用输出信号的相位关系识别RF信号和镜频信号,RF混频信号在输出端口同相叠加,镜频混频信号反相抵消。使用Ansoft HFSS和Agilent ADS仿真软件分别完成电路无源部分仿真和谐波平衡仿真设计,制作了混频器并进行了测试。测试结果表明:RF频率为29.4～31GHz,中频(IF)为100 MHz,变频损耗稳定在8.8～10.3 dB,镜像抑制度大于20.1 dB,各个端口隔离度均大于31.4 dB,RF端口和本振(LO)端口驻波比分别小于1.3和2.2,输入功率在1 dB压缩点为-5 dBm。

20GHz镜频抑制谐波混频器

镜频抑制混频器能有效地抑制镜像频率,提高雷达和通信系统的抗干扰能力。介绍了一个20 GHz二次谐波镜频抑制混频器的设计与制作,该镜频抑制混频器采用两个相同的二次谐波混频器做为两路混频单元,两路射频输入和中频输出分别用90°的功分器/合路器与两路混频器相连,本征用威尔金森功分器等幅同相输入两路混频。借助于90°的功分器,两路混频器的镜频产物在中频90°合路器的输出端口反相抵消,有用中频在90°合路器的输出端口同相叠加。利用ADS和HFSS对该混频器进行了仿真设计,并对实际电路进行了加工测试。经测试,当中频固定在400 MHz时,射频在20～21 GHz内变频损耗小于10 dB,镜频抑制大于20 dB。

Ka波段相位平衡式镜频抑制混频器的设计

为了提高毫米波外差式接收机抗干扰能力,本文利用ADS仿真设计了Ka波段镜频抑制混频器。该混频器采用Hartley结构,利用输出信号的相位关系识别有用信号和镜频信号,有用混频信号在输出端口同相叠加,镜频混频信号反相抵消。ADS仿真结果表明:在频段34-36GHz,变频损耗小于9.5d B,信号与本振隔离度大于10d B,中心频率处大于25d B,镜频抑制度大于25d B,本振与信号端口驻波小于1.35。

RC多相滤波器对镜像抑制性能影响分析

本文介绍用RC多相滤波器实现镜像抑制的原理,推导出电阻电容误差对镜像抑制影响的数学表达式,通过仿真验证表明,计算值与仿真值较为接近,并应用RC多相滤波器来实现高镜像抑制的下变频混频器。本文设计的下变频混频器采用Chartered0.25μmCMOS工艺,输入RF信号1.22GHz,在输出中频(IF)信号36/44MHz的情况下,能获得49dB的镜像抑制。

Ka频段宽带镜频抑制谐波混频器的设计

介绍了一种在Ka频段具有镜频抑制功能的四次谐波混合集成电路混频器的设计与实现。该混频器主要采用微带混合集成电路,由薄膜陶瓷基片制作。经测试,当中频固定在70 MHz,在射频大于4 GHz带宽内,变频损耗小于11.2 dB,镜频抑制度大于20 dB。

宽带微波单片正交混频器的设计

本文采用WIN 0.15um GaAs PHEMT工艺设计了一款6~10GHz的微波无源单片集成正交混频器。由于在本振端和射频端都采用了螺旋型的Marehand巴伦结构,从而使芯片面积得到了极大的改善,芯片的总面积为1.5mm×1.15mm。在所要求的频率范围之内,ADS仿真结果表明:变频损耗小于10d B,典型值为7d B;镜频抑制大于25d B,典型值是35d B;LO到RF的隔离度大于40d B,本振到中频的隔离度大于20d B,射频到中频的隔离度大于30d B。

S波段超低变频损耗镜像抑制混频器

镜像抑制混频器能有效地减少镜像干扰,抑制镜像频率,被广泛的应用在微波产品中。主要设计了S波段镜像抑制混频电路,首先阐述了平衡混频器、镜像抑制混频器的工作原理,然后利用ADS进行设计和仿真。该混频器的射频输入信号3 600 MHz,本振输入信号为3 800 MHz,中频输出信号为200 MHz。为了减少射频和本振信号的泄露,利用λ/4开路线对信号进行回收,既减小了变频损耗,也增大了端口隔离度。最终变频损耗小于4.2 d B,隔离度大于30 d B,镜像抑制度基本都大于20 d B,由仿真结果验证出该设计是可行的。

镜频抑制混频器设计中的相位优化

介绍了镜频抑制混频器的镜频抑制原理,分析了镜像中频的幅度和相位误差对镜频抑制度的影响。在一只Ku波段镜频抑制混频器设计中,通过ADS软件进行相位优化,使镜频抑制度的仿真结果在1 GHz带宽内提高了6~12 d B,变频损耗小于8 d B,射频和本振端口驻波比小于1.2。

K波段单片接收机设计

基于0.15μm GaAs PHEMT工艺,设计了一款K波段MMIC接收机,频率覆盖19～26 GHz。在单个芯片内集成了平衡式低噪声放大器、本振驱动放大器、镜像抑制次谐波混频器等电路。在19～26 GHz射频输入带宽内的转换增益为7 dB;噪声系数典型值为4 dB;输入回波损耗-12 dB;镜像抑制15 dB;本振-射频隔离度55 dB。为了降低了芯片成本,采用电磁场仿真软件对电路面积做优化设计,使得芯片面积仅为2 mm×4 mm。此接收机MMIC具有集成度高、可靠性高、体积小等特点,可广泛应用于各种微波通信系统和雷达系统。

32-38GHz谐波镜像抑制混频器MMIC的设计

本文设计了一种宽带高镜像抑制能力的MMIC混频器。其射频RF的工作频率在32GHz到38Ghz之间,本振LO工作在15GHz到20GHz频带之间,中频IF的工作范围从DC直流到3GHz.该镜像抑制混频器由两个谐波混频器,一个功分器以及一个90°兰格电桥(Lange Coupler)组成,具有两个中频端口(IF1、IF2分别对应IQ正交信号)。该混频器均可实现上变频和下变频。采用0.15μm p HEMT的WIN半导体工艺,芯片面积为1.56mm×1.39mm.测试结果表明:在工作频带内,典型变频损耗小于14.5d B,镜像抑制大于30d B,射频输入功率P_1d B为0d Bm.该混频器单片结构紧凑,性能良好,非常有利于作为单个器件使用或者集成到TR收发组件中。

某型射频接收机高增益下变频组件研制

介绍了一种X波段带镜像抑制混频器的下变频组件的设计,增益>40dB,带内增益平坦度<+1dB,功率1dB压缩点>10dBm;介绍了射频放大器,衰减器,中频放大器的工作方式,电路实现方法及装配调试结果,均满足设计要求。

GPS/BD射频接收机中镜像抑制混频器设计

针对GPS/BD射频接收机中镜像干扰信号难消除的问题,采用TSMC 0.18μm COMS工艺,设计了一款高镜像抑制比(IRR)、高转换增益、单边带噪声系数(NF)和线性度指标良好的镜像抑制混频器。基于传统Hartely镜像抑制结构,混频器中采用了共射频输入端正交混频结构和无源多相滤波器(Poly Phase Filter,PPH),有效地抑制了所需频带内镜像信号的干扰。另外在PPH后级设计了加和电路,对前级PPH引起的电路损耗进行增益补偿。利用Candence软件中的Spectre对电路进行仿真表明,针对GPS L1和北斗B1两个不同频段,镜像抑制混频器输出中频频率均为4 MHz,IRR均为47.8 d B,转换增益均为24 d B,输入1 d B压缩点(P1d B)均为-23.4 d Bm,单边带NF均为14.9 d B。

Ku频段多通道抗振激励源设计

介绍一种Ku频段多通道抗振激励源设计,采用X频段抗振低相噪介质稳频振荡器(DRO),通过结构固连减少各部分电路在振动环境中的相对运动,保证了激励源在振动条件下的稳定性。采用二次谐波镜频抑制混频器一次变频,简化了激励源电路并实现了对本振泄漏的高抑制度和良好的边带抑制。多芯片微带混合集成设计实现了激励源的小型化。研制的样机达到了振动环境下相噪优于-97 dBc/Hz@10kHz,本振抑制大于32 dB、边带抑制大于35 dB的优良性能,验证了设计技术的有效性。