一种可双向工作的可变增益有源移相器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115865040A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211511657.5(22)申请日2022.11.29(71)申请人南京邮电大学地址210023江苏省南京市栖霞区文苑路9号(72)发明人张长春顾壮志(74)专利代理机构南京苏科专利代理有限责任公司32102专利代理师姚姣阳(51)Int.Cl.H03H11/16(2006.01)H03H11/20(2006.01)H03H11/34(2006.01)H03H7/06(2006.01)H03H7/38(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种可双向工作的可变增益有源移相器(57)摘要本发明公开了一种可双向工作的可变增益有源移相器，包括阻抗匹配网络、多相滤波器、矢量调制器和数字控制模块。阻抗匹配网络由一对阻抗匹配网络构成，该对阻抗匹配网络分别连接外部特征阻抗为50欧姆的系统，多相滤波器左侧的一对差分信号线连接一对阻抗匹配网络其中之一，右侧两对差分信号线Q和I通过开关连接到矢量调制器内部，矢量调制器分别连接多相滤波器以及另一阻抗匹配网络，数字控制电路的输出端连接矢量调制器，输入端连接外部输入的数字控制信号端口。本发明实现了有源移相器的双向工作和双向匹配，同时具有TX和RX双模式，能够减小面积和调制增益。CN115865040ACN115865040A权利要求书1/2页1.一种可双向工作的可变增益有源移相器，其特征在于，包括阻抗匹配网络、多相滤波器、矢量调制器和数字控制模块；所述阻抗匹配网络由一对阻抗匹配网络构成，该对阻抗匹配网络分别连接外部特征阻抗为50欧姆的系统，所述多相滤波器左侧的一对差分信号线连接所述一对阻抗匹配网络其中之一，右侧两对差分信号线Q和I通过开关连接到所述矢量调制器内部，所述矢量调制器分别连接多相滤波器以及所述另一阻抗匹配网络，所述数字控制电路的输出端连接矢量调制器，输入端连接外部输入的数字控制信号端口。2.根据权利要求1所述的可双向工作的可变增益有源移相器，其特征在于：所述多相滤波器由四个电阻R1、四个电容C1，四个电阻R2和四个电容C2组成，四个电阻R1和四个电容C1交叉串联构成一阶RC网络，四个电阻R2和四个电容C2交叉串联构成另一阶RC网络，二者级联构成二阶多相滤波器。3.根据权利要求1所述的可双向工作的可变增益有源移相器，其特征在于：所述矢量调制器由开关K1～K7、QVGA和IVGA组成，矢量调制器左侧的两对差分线号线Q和I通过开关K2和K3连接QVGA和IVGA的输入端，通过开关K1和K4连接QVGA和IVGA的输出端；右侧的一对差分信号线通过开关K5和K7连接QVGA和IVGA的输出端，通过K6连接QVGA和IVGA的输入端。4.根据权利要求3所述的可双向工作的可变增益有源移相器，其特征在于：所述开关K1、K4、K5、K7只包含了串联NMOS管，所述开关K2和K3包含并联NMOS管KT1和串联NMOS管，所述开关K6包含了并联电感L5和串联NMOS管。5.根据权利要求3所述的可双向工作的可变增益有源移相器，其特征在于：所述QVGA和IVGA的结构相同，由吉尔伯特单元和低附加相移VGA组成。6.根据权利要求5所述的可双向工作的可变增益有源移相器，其特征在于：吉尔伯特单元输入端为差分信号I/Qin+和I/Qin‑端口，分别连接到M2、M3的栅极和M1、M4的栅极，M1～4的漏极交叉连接到差分电感L1的差分端，L1通过中心抽头连接电源，M5和M6的漏极分别连接到M1、M2的源极和M3、M4的源极，M5的栅极通过开关S连接偏置信号I/QBias，通过开关SN连接地，M6的栅极通过开关SN连接偏置信号I/QBias，通过开关S连接地，M5～6的源极均连接M7的漏极，M7的栅极连接偏置信号I/Q‑DAC，源极连接地；所述低附加相移VGA的输入端连接吉尔伯特单元的输出端，L1的差分端口通过电容C分别连接M8～9的栅极和M10～11的栅极；M8、M11的栅极和M9、M10的栅极通过电阻R分别连接偏置信号V1和V2，M8～M11的漏极交叉连接到电感L2的差分端，M8～M11的源极连接地，L2通过中心抽头接入电源，差分端为输出端口I/Qout+和I/Qout。7.根据权利要求1所述的可双向工作的可变增益有源移相器，其特征在于：所述数字控制电路由SPI和译码电路、相位调制DAC、增益调制DAC组成，输出端连接所述矢量调制器，所述SPI和译码电路输出端分别连接开关K1～K7、幅度调制DAC和相位调制DAC；所述相位调制DAC输出端连接吉尔伯特单元，所述增益调制DAC输出端连接低附加相移VGA。8.根据权利要求7所述的可双向工作的可变增益有源移相器，其特征