专利名称：改进的双平衡混频器的制作方法
技术领域：
本发明涉及双平衡混频器。
背景技术：
在通信系统和其他的电子系统中，经常需要利用被称为频率转换器或混频器的电路将某一射频(RF)带内的信号转换至另一中频(IF)带，或相反。在混频器处的这种信号频率转换过程期间，转换后的输出信号功率电平和转换前的输入信号功率电平之间的比值被称为转换增益(CG)，该值度量了转换过程的效率。混频器的工作带宽经常被定义为使转换增益保持合理高水平的频带。同时，混频器的输出信号会因为转换过程的非线性而失真和混入乱真信号。用于度量混频器线性度的一个关键参数是信号的三阶截点(IP3)。如果利用输出信号功率电平作为参照来度量该点，那么就将其定义为输出三阶截点(输出IP3)。类似地，如果利用输入信号功率电平作为参照来度量该点，那么就将其定义为输入三阶截点(输入IP3)。输出IP3和输入IP3的差值就是混频器的转换增益。双平衡混频器因为其高杂散和端口到端口高度的信号泄漏抑制(端口间隔离度)而成为用于频率转换的很常用的选择。但是，无源双平衡混频器在工作频带内的最小输出IP3通常比本地振荡器(LO)端口处的功率低3dB。已经提出了用于改善转换信号线性度的多种技术授予Salib的发明名称为“Double balanced diode mixer with high output third order intercept point，，的美国专利US6，993，312B1就是在混频器巴伦的平衡输出端口上具有谐振电阻-电感-电容(RLC)电路的双平衡混频器的一个示例，该示例因为RLC网络的谐振性质而在特定的窄频带处提供了更好的线性度和IP3。授予Vice的发明名称为“Absorbing sum signalenergy in a mixer”的美国专利US7，197，293B2提出通过将电容器用作连接输入和输出端口的滤波器并且通过将电阻器用作负载以吸收输入和输出端口之间的乱真信号而改善线性度。以减小转换增益、降低输入和输出端口间的隔离度和更窄的工作带宽为代价，可实现一定程度的线性度改善。Rohde和Poddar在他们于2009年在Wireless and MicrowaveTechnology Conference 第 1-7 页发表的文章“Reconfigurable And Cost-Effective FETMixer”中还提出了其他的想法，其中与电阻网络串联的可调谐电容被设置在非线性混频晶体管核心的栅极和漏极之间。在其拓扑结构中，栅极端子由同相LO信号驱动且漏极端子由RF和IF端口驱动。尽管线性度有所改善，但是转换增益和端口到端口的隔离度都受到了不利影响。
在另一种方法中，授予Rohde等人的美国专利US7，580, 693B2利用与混频晶体管的同相栅极串联耦合的并联RC网络，以在混频晶体管的栅极处形成缩短的上升时间和下降时间的LO输入信号波形。这种方法由于并联RC提供的波形只能在某些特定频率下成形而仅对该特定频率范围有效。而且，同相驱动的混频器核心还牺牲了平衡操作和高隔离度。在某些应用中，巴伦可以非常有利地与双平衡混频器一起使用。其中可以包括单端转差分或单端转平衡信号转换电路(巴伦)的这些巴伦已经被广泛应用于很多射频(RF)、微波和毫米波频率的应用中。在先前的巴伦设计工作中已经提出了很多方法和拓扑结构来满足不同的应用要求。N. Marchand于1944年在Electronics第17卷第142-145页的 “Transmission line conversion Transformers” 中提出的 Marchand 巴伦已经成为用于提供低功耗和宽频带差分信号的最常用的巴伦拓扑结构之一。美国专利US6，292，070中介绍了一种经常被称为“回波巴伦”的可选拓扑结构。两种拓扑结构均可利用分布元件或集总元件实现。并且在两种巴伦方法中，巴伦包括用于分布式拓扑结构的第一对和第二对耦合的传输线部分或者用于集总元件拓扑结构的一对耦合的变压器部分。分布式拓扑结构通常提供了比其对应的集总元件解决方案更好的带宽性能，但代价是更大的电路面积，这也就对应于更高的制造成本。在关于对上述两种巴伦拓扑结构使用的集总元件方案减小尺寸方面已经有一些公开文献例如Gavela在2004年Proceedings of the EuropeanMicrowave 第 373-376 页中的“A small size LTCC balun for wireless applications，，;以及美国专利US6，819，199。本领域内已知有多种形式的巴伦。参见Gavela在2004年Proceedingsof the European Microwave 第 373-376 页 中 的 “A small size LTCC balun forwireless applications”；美国专利 US6, 819，199 ；2007 年 10 月的 IEEE Microwaveand wireless components letters 第 17 卷第 10 期中 Lin 的 “An Ultra-broadbandDoubly Balanced Monolithic Ring Mixers for Ku_to Ka-band Applications，，； 1994年 8 月的 IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 第 42 卷第 8 期中Trifunovic 的“Review of Printed Marchand and Double Y Baiuns:Characteristicsand Application” ；2006 年 IEEE MTT-S International 的 Microwave SymposiumDigest 第 1571-1574 页中 Chen 的“Novel Broadband Planar Balun Using MultipleCoupled Lines” ；以及授予Padilla的美国专利US6, 683，510B1,授予Erb的美国专利US7，250, 828B2,授予Weng的美国专利US7，068, 122B2,授予Gill的美国专利US6，275，689B1和授予Bouny的美国专利US5，061，910。上述所有文献都通过引用并入本文。Marchand巴伦的差分输出支路通过第二对耦合部分接地，而回波巴伦的差分输出在第二对耦合部分并不接地。因此，在需要直流接地的差分端口时，Marchand巴伦的方法是优选的；而在差分输出端口需要非零的直流偏压时，回波巴伦的方法是优选的。另外，因为加工局限性和寄生效应限制了其带宽性能，所以两种巴伦拓扑结构都有其自身的最优工作频带。针对每一种具体应用和可用的制造工艺要求，经常要根据直流偏压和带宽性能的折衷在Marchand巴伦和回波巴伦之间进行选择。另外，具有紧密宽边耦合的分布式带状线巴伦经常被用于改善带宽。但是这些带状线巴伦需要具有精密控制的三维轮廓的多个金属层，这就给大多数平面和半导体集成电路制造工艺带来了更大的加工难度和更高的成本。单端转平衡电路(巴伦)在概念上是双向的，也就是输入可以是单端输入并被转化为差分或平衡输出，或者输入可以是平衡或差分输入且输出是单端输出。对于某些应用，混合Marchand/回波巴伦提供了仅用一种Marchand型巴伦或回波型巴伦无法实现的期望的直流阻断和偏压特征。授予马萨诸塞州Chelmsford市HittiteMicrowave公司的美国专利US7, 880, 557中公开了示范性的混合Marchand/回波巴伦,通过引用并入本文。’557专利中的混合巴伦为混频器和其他应用提供了具有平衡振幅和相位的多倍频程带宽，其中单端转差分的转换是整体电路性能的关键。’ 557专利中的混合巴伦可以利用分布式耦合线路或集总元件实施。
发明内容
本发明部分地缘于要实现对双平衡混频器线性度的改善，其在一个实施例中包括对来自第一和第二巴伦的平衡输出做出响应的平衡混频器核心，RC网络被耦合在第一巴伦的一个或多个平衡输出端口和第一巴伦的接地或共模节点之间。该RC网络的另一个优点是能够在特定频率下改善混频器核心各端口之间的隔离度而并不影响混频器其他方面的性能。 附图简要说明其他的目标、特征和优点可以根据以下对优选实施例和附图的说明而呈现给本领域技术人员，在附图中
图1是现有双平衡混频器的不意图；图2是现有技术中集总Marchand巴伦的示意图；图3是现有技术中集总回波巴伦的示意图；图4是在低频用作Marchand巴伦且在高频用作回波巴伦的集总混合Marchand/回波巴伦的示意图；图5是在低频用作回波巴伦且在高频用作Marchand巴伦的集总混合Marchand/回波巴伦的示意伦的示例；
意意图
图
图
6是根据本发明的双平衡混频器的方块7是根据本发明一个实施例的双平衡混频器更详细的示意8是根据本发明实施例的另一个双平衡混频器示例的示意9是可用于图6中双平衡混频器的50欧姆到50欧姆的单端转平衡或转差分巴
IOA和IOB是可用于图6中双平衡混频器的改型Marchand巴伦的示意IlA和IlB是可用于图6中双平衡混频器的改型集总回波巴伦的示意12A和12B是可用于图6中双平衡混频器的改型混合Marchand/回波巴伦的示
图13A和13B是可用于图6中双平衡混频器的改型混合Marchand/回波巴伦的示
图14是示出了图6中双平衡混频器改善的转换增益的曲线图15是示出了图6中双平衡混频器改善的输出IP3的曲线图；以及图16是示出了图6中双平衡混频器改善的RF端口隔离度的曲线图。
具体实施例方式除了以下公开的一个或多个优选实施例以外，本发明还能有其他的实施例并且能以不同的方式实践或者实现。因此，应该理解本发明并不将其应用局限于在以下说明内容中阐述或者在附图中示出的结构细节和部件的设置方式。如果在本文中仅介绍了一个实施例，那么与之相关的权利要求并不局限于该实施例。而且，与之相关的权利要求不应被限制性地理解，除非另有明确且令人信服的证据表明了这样的结论、限制或放弃。图1中的常规双平衡混频器200包括由两个巴伦204，206供电的平衡混频器核心202，两个巴伦204，206可以包括各种类型的巴伦例如Marchand巴伦、回波巴伦或混合巴伦。可选地，还可以有根据常规方法使用的阻抗变换网络208，210。常规设计的平衡混频器核心可以基于二极管或基于场效应晶体管(FET)。一个输入LO被设置在端口 212处；另一个要被混频的输入RF被设置在端口 214处。这些端口在本实施例中是单端的端口。混合巴伦204提供了输送至平衡混频器核心202的差分或平衡输出LO+和L0-。在端口 214接收输入RF的混合巴伦206提供平衡或差分输出RF+和RF-。根据本发明使用混合巴伦的该混频器提供了 LO和RF的良好隔离并且还提供了改善的宽带混频信号输出LO-RF或IF。在混合巴伦206处提供的IF输出通常是共模信号并且可以在别处提取。也就是说，IF端口 216的位置可以根据应用要求而改变。可以从巴伦的LO侧或者从阻抗变换网络208或210或者从混频器核心202提取IF信号。IF信号也可以是单端或平衡或差分的信号。由于在很多RF和微波应用中(例如在平衡混频器或推挽式放大器设计中)功率是由载有复杂阻抗非线性设备的50欧姆源信号单端转差分或转平衡支路转换而来的，因此可选的阻抗变换/匹配网络208，210也随巴伦204，206 一起示出，图2中示出了常规现有技术中使用集总元件的Marchand巴伦10。巴伦10包括第一对稱合部分12和第二对稱合部分14。稱合部分12包括第一原边部分16和第一副边部分18。耦合部分14包括第二原边部分20和第二副边部分22。原边部分16有一端连接至输入端口 24，而另一端则通过线路26直接连接至第二原边部分20，第二原边部分20的另一端在28处开路。第一副边部分18有一端连接至接地30且另一端32连接至平衡或差分输出端口 34之一。第二副边部分22也有一端36连接至另一个差分或平衡输出端口 38。副边部分22的另一端40连接至接地。尽管单端端口 24被称为输入端口且差分或平衡端口34和38被称为输出端口，但这并不是本发明的必要限制，常规和涉及本发明在本文中介绍的每一种巴伦都是这样的情况。巴伦在概念上可以是双向的，也就是说，单端端口可以是输入且平衡或差分端口可以是输出，正如本公开始终图示的那样，但是平衡或差分端口也可以是输入端口且单端端口可以是输出。在图2中，耦合部分12和14分别由集总元件16，18和20，22构成。在此情况下，16和18以及20和22这些部分可以被称为变压器部分。与常规现有技术中的Marchand巴伦相比，图3的常规现有技术中的回波巴伦IOa具有其连接至端口 24a的第一原边部分16a，但是其另一端不再是直接连接至第二原边部分20a而是在42a处连接至接地，并且第二原边部分20a的两端在44a和28a处都被连接至接地。每一个副边部分18a和20a中以32a和36a示出的一端被连接至端口 34a和36a。但是，另一端30a和46a并未像Marchand巴伦中的情况那样被连接至接地,而是在线路48a上彼此连接。图1和图2中的巴伦也可以实施为分布式巴伦，其中例如16，18，20和22这些部分将是传输线部分。在一种应用中，’ 557专利图3中的混合巴伦50可以被包含在巴伦结构52内，其包括匹配网络54和阻抗变换网络56。混合巴伦50可以在其单端端口 58接收来自匹配网络54的输入，匹配网络54相应地在端子60和62处接收50欧姆输入。在混合巴伦50的端口 64和66处的差分或平衡输出被提供给阻抗变换网络56，阻抗变换网络56在端子68和70处将最终输出提供给典型的无源负载或非线性设备72。根据本发明，图4中集总元件形式的混合巴伦50a在低频用作Marchand型巴伦且在高频用作回波巴伦。设有一对耦合部分80和一对耦合部分82。耦合部分80包括第一原边部分84和第一副边部分86。另一对稱合部分包括第二原边部分88和第二副边部分90。原边部分84和88通过电抗92互连。副边部分86和90各具有连接至端口 98和100的一端94，96。另一端102，104被共同连接至第二电抗106。在图4中，电抗92被示出为电感性电抗108，而电抗106被示出为电容性电抗110。电感108在低频下短路，因此巴伦50a表现为类似Marchand巴伦，但是电感108在高频下开路，因此巴伦50a相应地用作回波巴伦。另一方面，电容性电抗110在高频下起短路作用，以使设备用作回波巴伦，但是在低频下起开路作用以使设备用作Marchand巴伦。还可以设有与原边部分84和88相关联的接地电抗112，其可以包括电容性电抗114，116和118。电容性电抗114和116从电感性电抗108的两端连接至接地，而电容性电抗118则从第二原边部分86的另一端连接至接地。第一原边部分84的自由端被连接至端口 120。还可以设有电感性接地电抗124，其包括与第一副边部分86和第二副边部分90相关联的电感性电抗126和128。电容性电抗114和116在低频下以Marchand巴伦的性质开路且在高频下以回波巴伦的性质短路。电感性电抗126和128在低频下以Marchand巴伦的性质短路且在高频下以回波巴伦的性质开路。在此同样地，尽管端口 120被示出为输入端口，但是它也可以是输出端口，并且尽管端口 98和100被示出为输出端口，但是它们也可以是输入端口。由于这是本发明中集总元件形式的混合巴伦，因此各个部分84，86，88和90可以被称为变压器部分。电抗92，92’，92a, 92’ a和106，106’，106a, 106’ a可以选择性地由耦合部分中的寄生电容性电抗和寄生电感性电抗实现。通过交换与原边部分和副边部分相关联的电抗类型，即可构建’ 557专利图5的另一种混合巴伦50b,其中混合巴伦50b在高频下用作Marchand型巴伦且在低频下用作回波型巴伦。混合巴伦50b类似于混合巴伦50a，但是在此电抗92a是用电容性电抗108a实现且电抗106a是用电感性电抗I IOa实现。除了交换电抗92a和106a关于其电感性和电容性的性质以外，接地电抗112a和124a也以类似的方式交换，以使接地电抗114a，116a和118a现为电感性电抗且接地电抗126a和128a现为电容性电抗。在此电感性电抗114a，116a和118a在低频下以回波巴伦的性质提供短路且在高频下以Marchand巴伦的性质提供开路。这样就在高频下给出了 Marchand型巴伦所需的开路并且在低频下给出了回波型巴伦所需的接地。电容126a和128a在高频下以Marchand巴伦的性质提供短路且在低频下以回波巴伦的性质提供开路。由此，它们就在低频下给出了回波巴伦所需的开路并且在高频下给出了 Marchand巴伦所需的短路。混合巴伦50b被示出为集总元件形式，但是它当然也可以实施为分布式的形式。根据本发明的一个实施例，图6中的双平衡混频器200a包括由第一巴伦204a和第二巴伦206a供电的平衡混频器核心202a，两个巴伦204a，206a可以包括各种类型的巴伦，例如Marchand巴伦、回波巴伦或混合巴伦。巴伦204a和206a分别在线路205和207上提供了平衡或差分的输出。巴伦204a包括耦合在第一平衡输出205的至少一个端口以及第一巴伦的接地和共模节点之一之间的第一 RC网络220，以改善双平衡混频器的线性度。巴伦204a还可以包括同样耦合在第一平衡输出205的至少一个端口以及巴伦204a的接地和共模节点之一之间的第二 RC网络222。巴伦206a也可以包括各耦合在第二平衡输出207的至少一个端口以及巴伦206a的接地和共模节点之一之间的第一和/或第二 RC网络224和226。RC网络220-226改善了双平衡混频器特别是输出IP3的线性度。RC网络220-226的另一个优点是能够在特定频率下改善混频器核心202a各端口之间的隔离度，而并不影响其他方面的性能。尽管图6示出了两个巴伦204a和206a，但是使用两个巴伦并不是对本发明的限制，原因在于混频器核心202a可以仅对一个巴伦204a或206a以及另一种平衡或单端信号有响应。可选地，还可以有根据常规方法使用的阻抗变换网络208，210。在此情况下，RC网络220-226可以从阻抗变换网络208，210耦合至对应差分输出209或211的一个或两个端口或者对应差分输出205或207的一个或两个端口。常规设计的平衡混频器核心202a可以基于二极管或基于场效应晶体管(FET)。一个输LO被设置在端口 212处；另一个要混频的输RF被设置在端口 214处。这些端口在本实施例中是单端的端口。混合巴伦204提供了输送至平衡混频器核心202的差分或平衡输出LO+和L0-。在端口 214处接收输RF的混合巴伦206提供平衡或差分输出RF+和RF-。根据本发明使用巴伦的该混频器200提供了 LO和RF的良好隔离，并且还提供了改善的宽带混频信号输出LO-RF或IF。在巴伦206处提供的IF输出通常是共模信号并且可以在别处提取。也就是说，IF端口 216的位置可以根据应用要求而改变。可以从巴伦的LO侧或者从阻抗变换网络208或210或者从混频器核心202提取IF信号。IF信号也可以是单端或平衡或差分的信号。图7示出了基于混合巴伦的一种双平衡混频器形式200b的详细示意图。图7的这种双平衡混频器200b包括由两个混合巴伦204b和206b驱动的平衡二极管混频器核心202b。巴伦204b包括第一 RC网络220b，其包括串联耦合在平衡输出209b的端口 230和巴伦204b的共模节点234a之间的电阻器236和电容器238。巴伦204b还包括第二 RC网络222b，其包括串联耦合在平衡输出209b的端口 232和巴伦204a的共模节点234b之间的电阻器240和电容器242。巴伦206a包括RC网络224，其包括串联耦合在平衡输出207b的端口和巴伦206a的共模节点之间的电阻器244和电容器246。LO侧的阻抗变换网络208b利用包括电感器250和252的低通网络实现。RF侧的阻抗变换网络210b利用包括电感器254和256的低通网络实现。中心共模节点270被用作IF端口 272以提取LO和RF信号的低频混合积(LO-RF)。滤波电容器264有助于滤除IF端口 272处的高阶混合积以及LO和RF泄漏。根据本发明的另一个实施例，图8中的双平衡混频器200c包括巴伦204c和206c。巴伦204c包括第一 RC网络220c，其包括耦合在接地和共模节点之间的电阻器280，共模节点介于电容器282和284之间，电容器282和284各耦合至平衡输出205c的一个端口。除了电感器281和283以外，电容器282和284也为LO侧的差分驱动信号提供匹配。巴伦206c包括RC网络224，其包括串联耦合在平衡输出207c的一个端口和巴伦206c的共模节点之间的电阻器286和电容器288。为了提供附加的线性度，电阻器290可以与IF端口272c处的电容器292串联耦合。图9-13B根据本发明示出了各种巴伦可以如何改型。例如，巴伦204d可以包括第一 RC网络220d和第二 RC网络222d，各包括分别串联耦合在巴伦输出205d的端口以及巴伦204d的共模节点或接地之间的电阻器300和304与电容器302和306。可选地，巴伦204d可以包括RC网络220d’，其包括耦合在巴伦204d的接地或共模节点以及电容器310和312间的共模节点之间的电阻器308，电容器310和312各耦合至平衡输出205d的其中一个端口。图1OA中改型的Marchand巴伦204e可以包括RC网络220e，其包括耦合在接地以及电容器310e和312e间的共模节点之间的电阻器308e，电容器310e和312e各耦合至平衡输出205e的其中一个端口。可选地，图1OB中改型的Marchand巴伦204f可以包括第一RC网络220f和第二 RC网络222f，其各包括分别串联耦合在平衡输出205f的一个端口和接地之间的电阻器300f和304f以及电容器302f和306f。图1lA中改型的回波巴伦204g包括第一 RC网络220g和第二 RC网络222g，其各包括分别串联耦合在平衡输出205g的一个端口和巴伦204g的共模节点314g之间的电阻器300g和304g以及电容器302g和306g。可选地，图1lB中改型的回波巴伦204h包括RC网络220h，其包括耦合在巴伦204h的共模节点314h以及电容器310h和312h间共模节点之间的电阻器308h，电容器310h和312h各耦合至平衡输出205h的其中一个端口。图12A中改型的混合Marchand/回波巴伦204i可以包括RC网络220i，其包括耦合在巴伦204i的共模节点314i以及电容器310i和312i间共模节点之间的电阻器308i，电容器310i和312i各耦合至平衡输出205i的其中一个端口。可选地，图12B中改型的混合Marchand/回波巴伦204 j可以包括第一 RC网络220 j和第二 RC网络222 j，其各包括分别串联耦合在平衡输出205j的一个端口和巴伦204j的共模节点314j，314j’之间的电阻器300j和304h以及电容器302j和306j。应该注意的是Marchand/回波巴伦204j的节点314j, 314j’在高频下因为电容器320表现为短路而用作共模节点。在另一个实施例中，图13A中改型的混合Marchand/回波巴伦204k包括第一 RC网络220k和第二 RC网络222k，其各包括分别串联耦合在平衡输出205k的一个端口和巴伦204k的共模节点314k，314k’之间的电阻器300k和304k以及电容器302k和306k。Marchand/回波巴伦204j的节点314j，314j’在低频下因为电感器322表现为短路而用作共模节点。可选地，图13B中改型的混合Marchand/回波巴伦204L包括RC网络220L，其包括耦合在巴伦204L的共模节点314L以及电容器310L和312L间共模节点之间的电阻器308L，电容器310L和312L各耦合至平衡输出205L的其中一个端口。图14至图17中示出了图6中平衡混频器的信号转换效率和其他性能。图14根据本发明实施例示出了构建为有RC网络和无RC网络的混频器的转换增益性能比较结果。通过使用所涉及的RC网络来改善线性度不会导致转换增益方面的退化。图15示出了被构建为有所涉及的RC网络和无RC网络的混频器的输出IP3性能比较结果。通过使用所涉及的RC网络在最差情况下也可观测到输出IP3有2dB的提高。另外，用包括本主题发明的混频器与无本发明RC网络的混频器相比，在整个带宽上实现了输出IP3的明显更高的数值。图16根据本发明实施例示出了构建为有RC网络和无RC网络的混频器LO到RF的隔离度比较结果。通过使用所涉及的RC网络在最差情况下也可观测到有3dB的提高。另外，用包括本主题发明的混频器与无本发明RC网络的混频器相比，在整个带宽上实现了 LO到RF隔离度的明显更高的数值。尽管在某些附图中示出并且在另一些附图中并未示出本发明的某些具体特征，但这仅仅是为了方便起见，其实每一种特征都可以根据本发明与任意或所有的其他特征相组合。如本文中所用的词语“包含”、“包括”、“具有”和“具备”应被广泛和全面地解读而不应受限于任何实体互连。而且，本主题申请中公开的任何实施例都不应被视为唯一可行的实施例。另外，在本专利申请进行期间对本专利提交的任何改型都不意味着放弃本申请提交时给出的任何权利要求的要素本领域技术人员不能合理地预见到草拟的权利要求就能够在字面上涵盖所有可能的等价方案，很多等价方案在改型时是无法预见的并且超出了对所放弃内容(如果有的话)的直接解读，改型的潜在依据可能与很多等价方案都没有太多的关联，和/或存在很多其他的理由使得无法要求申请人针对改型的任何权利要求要素来描述某些非实质的替代方案。本领域技术人员可以想到其他的实施例并且这些实施例仍落在所附权利要求以内。
权利要求
1.一种改进的双平衡混频器，包括第一巴伦，用于接收第一单输入并提供具有两个端口的第一平衡输出；第二巴伦，用于接收第二单输入并提供具有两个端口的第二平衡输出；平衡混频器核心，对所述第一和第二平衡输出做出响应以根据所述第一和第二单输入提供混频信号；以及所述第一巴伦包括耦合在第一平衡输出的至少一个端口以及第一巴伦的接地和共模节点之一之间的第一 RC网络，以改善所述双平衡混频器的线性度。
2.如权利要求1所述改进的双平衡混频器，其中所述第二巴伦包括耦合在第二平衡输出的至少一个端口以及第二巴伦的接地和共模节点之一之间的第二 RC网络。
3.如权利要求1所述改进的双平衡混频器，其中所述第一巴伦包括Marchand巴伦。
4.如权利要求1所述改进的双平衡混频器，其中所述第一巴伦包括回波巴伦。
5.如权利要求1所述改进的双平衡混频器，其中第一RC网络耦合在第一平衡输出的两个端口和第一巴伦的共模节点之间。
6.如权利要求1所述改进的双平衡混频器，其中第一RC网络耦合在第一平衡输出的两个端口和接地之间。
7.如权利要求1所述改进的双平衡混频器，其中所述第一巴伦包括混合Marchand/回波巴伦。
8.如权利要求7所述改进的双平衡混频器,其中每一个所述巴伦包括混合Marchand/ 回波巴伦，其包括具有第一原边部分和第一副边部分的第一对耦合部分；具有第二原边部分和第二副边部分的第二对耦合部分；互连所述第一和第二原边部分的第一电抗以及互连所述第一和第二副边部分的第二电抗；所述电抗之一在高频下开路且在低频下短路，另一个电抗在高频下短路且在低频下开路，用于选择性地提供低频Marchand/高频回波功能和高频Marchand/低频回波功能。
9.如权利要求1所述改进的双平衡混频器，进一步包括互连在每一个所述巴伦的所述平衡输出和所述巴伦混频器核心之间的阻抗变换网络。
10.如权利要求8所述改进的双平衡混频器，其中所述第一电抗是电感性电抗，所述第二电抗是电容性电抗，并且所述巴伦在低频下用作Marchand巴伦且在高频下用作回波巴伦。
11.如权利要求8所述改进的双平衡混频器，其中所述第一电抗是电容性电抗，所述第二电抗是电感性电抗，并且所述巴伦在高频下用作Marchand巴伦且在低频下用作回波巴伦。
12.如权利要求8所述改进的双平衡混频器，其中第一和第二电抗之一是电容性电抗且另一个是电感性电抗，并且所述第一和第二电抗分别由耦合部分中的寄生电容和寄生电感实现。
13.—种改进的双平衡混频器，包括第一巴伦，用于接收第一单输入并提供具有两个端口的第一平衡输出；平衡混频器核心，对所述第一平衡输出和第二平衡输出做出响应以根据所述第一和第二平衡输出提供混频信号；以及 所述第一巴伦包括耦合在第一平衡输出的至少一个端口以及第一巴伦的接地和共模节点之一之间的第一 RC网络，以改善双平衡混频器的线性度。
14.如权利要求13所述改进的双平衡混频器，进一步包括第二巴伦，用于接收第二单输入并提供具有两个端口的第二平衡输出，所述第二巴伦包括耦合在第二平衡输出的至少一个端口以及第二巴伦的接地和共模节点之一之间的第二 RC网络。
15.如权利要求13所述改进的双平衡混频器，其中所述第一巴伦包括Marchand巴伦。
16.如权利要求13所述改进的双平衡混频器，其中所述第一巴伦包括回波巴伦。
17.如权利要求13所述改进的双平衡混频器,其中所述第一巴伦包括混合Marchand/回波巴伦。
18.如权利要求13所述改进的双平衡混频器，其中第一RC网络耦合在第一巴伦的共模节点和第一平衡输出的两个端口之间。
19.如权利要求13所述改进的双平衡混频器，其中第一RC网络耦合在第一平衡输出的两个端口和接地之间。
20.一种改进的双平衡混频器，包括 第一巴伦，用于接收第一单输入并提供具有两个端口的第一平衡输出； 第二巴伦，用于接收第二单输入并提供具有两个端口的第二平衡输出； 平衡混频器核心，对所述第一和第二平衡输出做出响应以根据所述第一和第二单输入提供混频信号； 所述第一巴伦包括耦合在第一平衡输出的至少一个端口以及第一巴伦的接地和共模节点之一之间的第一 RC网络，以改善双平衡混频器的线性度；以及 所述第二巴伦包括耦合在第二平衡输出的至少一个端口以及第二巴伦的接地和共模节点之一之间的第二 RC网络。
21.如权利要求20所述改进的双平衡混频器，其中第一RC网络耦合在第一巴伦的共模节点和第一平衡输出的两个端口之间。
22.如权利要求20所述改进的双平衡混频器，其中第一RC网络耦合在第一平衡输出的两个端口和接地之间。
23.如权利要求20所述改进的双平衡混频器，其中RC网络包括串联耦合至第一平衡输出的一个端口的电阻器和电容器。
24.如权利要求21所述改进的双平衡混频器，其中RC网络包括耦合至两个耦合电容器的共模节点的电阻器，所述电容器各耦合至第一平衡输出的一个端口。
25.如权利要求22所述改进的双平衡混频器，其中RC网络包括耦合至两个耦合电容器的共模节点的电阻器，所述电容器各耦合至第一平衡输出的一个端口。
全文摘要
在一个实施例中提供了一种改进的双平衡混频器，包括用于接收第一单输入并提供第一平衡输出的具有两个端口的第一巴伦，用于接收第二单输入并提供第二平衡输出的具有两个端口的第二巴伦，以及对第一和第二平衡输出做出响应以根据第一和第二单输入提供混频信号的平衡混频器核心。第一巴伦包括耦合在第一平衡输出的至少一个端口以及第一巴伦的接地和共模节点之一之间的RC网络以改善双平衡混频器的线性度。
文档编号H03H5/00GK103039001SQ201180037910
公开日2013年4月10日 申请日期2011年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者姜鑫, M·科什林 申请人:赫梯特微波公司