CN116155206A - 一种超宽带异构有源混频器 - Google Patents

Abstract

本发明属于无线通讯技术领域，具体为一种超宽带异构有源混频器。包括射频输入级、本振输入级、吉尔伯特混频核心和中频输出级。通过改变混频器开关管偏置电压，实现有源混频器在共源共栅放大器结构与吉尔伯特混频器结构之间的异构，进而实现低频频段的直通模式和高频频段的混频模式的切换。通过射频输入级和本振输入级宽带匹配设计，扩展了吉尔伯特有源混频器的工作带宽；在本振输入级采用单端转差分放大器电路设计，简化了差分信号产生电路的设计、降低了对本振信号的功率要求。与现有技术相比，本发明在简化***设计的同时，实现了混频频段内4.3～6.3dB的转换增益与直通频段内6.5～10dB的增益，减轻了后续链路的设计压力。

Description

一种超宽带异构有源混频器

技术领域

本发明属于无线通讯技术领域，具体涉及一种超宽带异构有源混频器。

背景技术

混频器是射频前端电路中的一个关键模块，用于实现信号频率的变换。在不同的接收机***架构中，从天线接收下来的射频信号，往往都需要由射频前端的混频器进行射频频率到中频频率的变频。因此，混频器对于整个接收机***非常重要。

随着无线通信***的发展，通讯终端设备往往需要多种无线通讯技术共存，以满足不同的通讯功能需求。这就导致了超宽带接收机芯片的需求不断增加，特别是要求在很宽的频带范围内实时接收信号的应用场景中，如电磁频谱监测设备等。传统的超宽带接收机通过将多个分别工作于不同频段的接收机并行使用，来实现宽带覆盖，但是这样的方式存在着重复使用混频器这种通用模块的情况，从而导致设备体积、功耗与成本大幅提升。

此外，接收机在实现超宽带信号接收时，对不同频段信号具有不同的需求。对于低频段信号，可直接放大后接收；对于高频段信号，则需要将放大的信号下变频至中频频率后再进行接收。为满足这一需求，目前采用开关切换的方式实现，但是这种方式存在面积大、功耗大、结构复杂的问题。

因此，研究一种可以实现配置灵活的超宽带异构混频器，对解决上述问题具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超宽带异构有源混频器，以满足在超宽带应用场景下实现直通与变频的灵活配置，满足移动通信、电磁检测等接收***中的下变频需求，有助于设备的小型化、低功耗和低成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超宽带异构有源混频器，包括射频输入级、本振输入级、吉尔伯特混频核心和中频输出级；

所述射频输入级用于接收天线端口输入的射频信号，并对接收的射频信号进行阻抗变换与宽带匹配后传输至吉尔伯特混频核心；

所述本振输入级用于接收单端本振信号，将接收的单端本振信号进行放大并转换为等幅反相差分本振信号传输至吉尔伯特混频核心；

所述吉尔伯特混频核心连接射频输入级和本振输入级，用于将射频输入级提供的射频信号与本振输入级提供的差分本振信号混合为中频信号，同时实现混频模式与直通模式的切换；

所述中频输出级连接吉尔伯特混频核心，用于对收到的中频信号进行阻抗变换与宽带匹配后输出，同时抑制射频与本振泄露。

进一步地，所述射频输入级包括电容C₁₀和电容C₁₁，传输线TL₄、传输线TL₅和传输线TL₆，电阻R₁₉和电阻R₂₀，晶体管M₁₇和晶体管M₁₈；

电容C₁₀依次经传输线TL₄、传输线TL₅与晶体管M₁₇的栅极相连，电容C₁₁的一端连接传输线TL₄与传输线TL₅的共接点，另一端接地；电阻R₁₉的一端连接在传输线TL₅与晶体管M₁₇的栅极之间，另一端经传输线TL₆接偏置电压V_b11；电阻R₂₀的一端接偏置电压V_b12，另一端连接晶体管M₁₈的栅极；晶体管M₁₇的漏极接供电VDD，源极与晶体管M₁₈的漏极相连后作为射频输入级的输出端；晶体管M₁₈的源极接地。

更进一步的，所述电容C₁₀、电容C₁₁、传输线TL₄、传输线TL₅、传输线TL₆和电阻R₁₉构成用于实现阻抗匹配的射频输入匹配网络，电阻R₁₉、电阻R₂₀、传输线TL₆、晶体管M₁₇和晶体管M₁₈构成共漏放大器单元一。

进一步的，所述本振输入级包括输入共漏放大器、差分共源放大器和输出共漏放大器；

所述输入共漏放大器包括电容C₃和共漏放大器单元二；电容C₃一端接本振输入，另一端连接共漏放大器单元二输入；共漏放大器单元二包括电阻R₈、电阻R₉、传输线TL₁、晶体管M₈和晶体管M₉；电阻R₈的一端与晶体管M₈的栅极共接后作为共漏放大器单元二输入端连接电容C₃的另一端，另一端经传输线TL₁接偏置电压V_b5；电阻R₉的一端接偏置电压V_b6，另一端连接晶体管M₉的栅极；晶体管M₈的漏极接供电VDD，源极与晶体管M₉的漏极相连后作为共漏放大器单元二的输出端连接差分共源放大器的输入端；晶体管M₉的源极接地。共漏放大器单元二与共漏放大器单元一结构相同，参数有所调整；

所述差分共源放大器包括电容C₄和电容C₅，电阻R₁₀、电阻R₁₁、电阻R₁₂、电阻R₁₃和电阻R₁₄，晶体管M₁₀、晶体管M₁₁和晶体管M₁₂，传输线TL₂和传输线TL₃；电容C₄的一端接输入共漏放大器输出，另一端连接晶体管M₁₀的栅极；电容C₅的一端连接晶体管M₁₁的栅极，另一端接地；电阻R₁₀串联传输线TL₂，传输线TL₂另一端接供电VDD；电阻R₁₁串联传输线TL₃，传输线TL₃另一端接供电VDD；电阻R₁₂的一端连接在电容C₄与晶体管M₁₀的栅极之间，另一端接偏置电压V_b7；电阻R₁₃的一端连接在电容C₅与晶体管M₁₁的栅极之间，另一端接偏置电压V_b7；电阻R₁₄的一端连接晶体管M₁₂的栅极，另一端接偏置电压V_b8；晶体管M₁₀的漏极接电阻R₁₀后作为差分共源放大器的第一输出端，源极连接晶体管M₁₂的漏极；晶体管M₁₁的漏级连接电阻R₁₁后作为差分共源放大器的第二输出端，源极连接晶体管M₁₂的漏极；晶体管M₁₂的源极接地。

所述输出共漏放大器包括共漏放大器单元三、共漏放大器单元四、电容C₈和电容C₉；共漏放大器单元三包括电容C₆，电阻R₁₅和电阻R₁₆，晶体管M₁₃和晶体管M₁₄；电容C₆的一端作为共漏放大器单元三的输入端，接差分共源放大器的第一输出端，另一端连接晶体管M₁₃的栅极；电阻R₁₅的一端连接晶体管M₁₃的栅极和电容C₆，另一端接偏置电压V_b9；电阻R₁₆的一端连接晶体管M₁₄的栅极，另一端接偏置电压V_b10；晶体管M₁₃的漏极接供电VDD，源极连接晶体管M₁₄的漏极后作为共漏放大器单元三的输出端；晶体管M₁₄的源极接地；

共漏放大器单元四和共漏放大器单元三结构相同，参数相同，共漏放大器单元四的输入端接差分共源放大器的第二输出端；

电容C₈和电容C₉容值相同；电容的一端连接共漏放大器单元三的输出端，另一端作为本振第一输出端LO_OUT+；电容C₉一端接共漏放大器单元四的输出端，另一端作为本振第二输出端LO_OUT-。

更进一步地，所述差分共源放大器结构对称，电容C₄、电阻R₁₂、晶体管M₁₀、电阻R₁₀、传输线TL₂与电容C₅、电阻R₁₃、晶体管M₁₁、电阻R₁₁、传输线TL₃对应器件参数相同。

更进一步地，本振第一输出端LO_OUT+和本振第二输出端LO_OUT-输出的信号幅值相同，相位相差180°。

进一步地，所述吉尔伯特混频核心包括晶体管M₁、晶体管M₂、晶体管M₃、晶体管M₄、晶体管M₅、晶体管M₆和晶体管M₇，电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃、电阻R₄、电阻R₅、电阻R₆和电阻R₇，电容C₁和电容C₂；

晶体管M₁的栅极、晶体管M₄的栅极和电阻R₃一端相连后，作为吉尔伯特混频核心的第一输入端与本振第一输出端连接；晶体管M₂的栅极、晶体管M₃的栅极和电阻R₄一端相连后，作为吉尔伯特混频核心的第二输入端与本振第二输出端连接；电阻R₃另一端接偏置电压V_b1，电阻R₄另一端接偏置电压V_b2；

晶体管M₁的漏极、晶体管M₃的漏极和电阻R₁的一端相连，晶体管M₂的漏极、晶体管M₄的漏极和电阻R₂的一端相连后作为吉尔伯特混频核心的输出端；电阻R₁和电阻R₂另一端接供电VDD；

晶体管M₁和晶体管M₂源极相连后与晶体管M₅的漏极连接，晶体管M₃和晶体管M₄源极相连后与晶体管M₆的漏极连接；

晶体管M₅的栅极连接电阻R₅的一端与电容C₁的一端，晶体管M₆的栅极连接电阻R₆的一端与电容C₂的一端；晶体管M₅与晶体管M₆的源极相连后与晶体管M₇的漏极连接；晶体管M₇栅极接电阻R₇的一端，源极接地；

电容C₁另一端接射频输入级的输出端，电阻R₅另一端接偏置电压V_b3；电容C₂的另一端接地，电阻R₆的另一端接偏置电压V_b3；电阻R₇的另一端接偏置电压V_b4。

更进一步地，偏置电压V_b1与偏置电压V_b2为超宽带异构有源混频器的直通模式与混频模式切换控制电压，晶体管M₁、晶体管M₂、晶体管M₃、晶体管M₄作为混频器开关管，实现混频功能。

更进一步地，吉尔伯特混频核心结构对称，晶体管M₁、晶体管M₂、晶体管M₃、晶体管M₄参数相同；晶体管M₅与晶体管M₆参数相同；电阻R₁与电阻R₂参数相同，电阻R₃与电阻R₄参数相同，电阻R₅与电阻R₆参数相同；电容C₁和电容C₂参数相同。

进一步地，所述中频输出级包括共漏放大器单元五、电阻R₂₃、四阶低通滤波器、电容C₁₅；

共漏放大器单元五的输入端接吉尔伯特混频核心的输出端，输出端连接电阻R₂₃的一端；共漏放大器单元五和共漏放大器单元三结构相同，参数根据需求调整；电阻R₂₃的另一端连接四阶低通滤波器的输入端；四阶低通滤波器的输出端连接电容C₁₅的一端；电容C₁₅的另一端连接中频输出级的输出端；

所述四阶低通滤波器包括电感L₁、电容C₁₃、电感L₂和电容C₁₄，电感L₁的一端作为四阶低通滤波器的输入端连接电阻R₂₃，另一端连接电感L₂的一端和电容C₁₃的一端，电感L₂的一端与电容C₁₄的一端相连后作为四阶低通滤波器的输出端，电容C₁₃的另一端和电容C₁₄的另一端分别接地。

采用上述技术方案后，本发明具有了以下有益效果：

1、本发明实现了有源混频器低频直通和高频混频的灵活配置，通过改变混频器开关管(晶体管M₁、晶体管M₂、晶体管M₃和晶体管M₄)偏置电压，实现有源混频器在共源共栅放大器结构与吉尔伯特混频器结构之间的异构，进而实现低频频段的直通模式和高频频段的混频模式的切换。

2、本发明通过射频输入级和本振输入级宽带匹配设计，极大地扩展了吉尔伯特有源混频器的工作带宽，其混频带宽为4.5～18GHz，直通带宽为0.2～4.5GHz；采用本振输入级单端转差分放大器电路设计，简化了差分信号产生电路的设计，也降低了对本振信号的功率要求；中频输出级配置有四阶低通滤波器，提高了射频到中频的隔离度和本振到中频的隔离度。

3、本发明的有源混频器三个端口均为单端输入，简化***设计；同时实现了混频频段内4.3～6.3dB的转换增益与直通频段内6.5～10dB的增益，减轻了后续链路的设计压力。

附图说明

图1为本发明超宽带异构有源混频器的结构框图；

图2为实施例射频输入级电路结构图；

图3为实施例本振输入级电路结构图；

图4为实施例吉尔伯特混频核心电路结构图；

图5为实施例中频输出级电路结构图；

图6为实施例超宽带异构有源混频器的转换增益仿真结果图；

图7为实施例超宽带异构有源混频器的直通增益仿真结果图；

图8为实施例超宽带异构有源混频器的隔离度仿真结果图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，本实施例提供一种超宽带异构有源混频器，是在传统吉尔伯特有源混频器的基础上增加了射频输入级、本振输入级和中频输出级，同时增加了控制电压以实现混频模式与直通模式的切换，从而实现有源混频器的异构；所述射频输入级用于实现阻抗变换与宽带匹配，其输入端为RF；所述本振输入级用于将单端本振信号放大并转换为等幅反相差分本振信号，其输入端为LO；所述吉尔伯特混频核心用于将射频信号与本振信号混合为中频信号，同时实现混频模式与直通模式的切换；所述中频输出级用于实现阻抗变换与宽带匹配，同时抑制射频与本振泄露，其输出端为IF。

射频输入级包括射频输入匹配网络和共漏放大器；本振输入级包括输入共漏放大器、差分共源放大器和输出共漏放大器；吉尔伯特混频核心包括射频输入隔直电容、吉尔伯特混频器结构、偏置网络和电流源电路；中频输出级包括共漏放大器、串联电阻、四阶低通滤波器和隔直电容。

如图2所示。射频输入级中电阻R₁₉和传输线TL₆串联网络既属于射频输入匹配网络，又作为共漏放大器栅极偏置电路。射频输入匹配网络中的传输线的线长和线宽、电阻阻值和电容容值根据需要设计，以实现电路的超宽带匹配。

如图3所示，本振输入级输入共漏放大器中C₃为隔直电容，传输线TL₁与电阻R₈串联网络既作为本振输入匹配网络，又作为共漏放大器栅极偏置电路，从而实现晶体管的栅极馈电与电路的超宽带匹配。差分共源放大器采用全对称电路结构，其单端输入，另一输入端经过隔直电容后接地；双端输出后接输出共漏放大器。差分共源放大器双端输出的信号幅值相同、相位相差180°，因此该电路实现了本振信号的单端转差分。输出共漏放大器两个放大器单元结构相同，将差分信号馈入吉尔伯特混频核心中。

射频输入级与本振输入级实现了超宽带的电路匹配，具体地，本实施例中实现了4.5～18GHz的混频带宽和0.2～4.5GHz的直通带宽，射频输入信号总带宽为0.2～18GHz。

吉尔伯特混频核心如图4所示，其包括四个作为混频器开关管的晶体管M1、晶体管M2、晶体管M₃和晶体管M₄；两个跨导放大器晶体管M₅和M₆；电流源晶体管M₇；偏置电阻R₃、R4、R5、R6和R7；负载电阻R1和R2；隔直电容C1和C2。为了减少寄生电容带来的高频损耗，需要选择小尺寸混频器开关管。

其中，晶体管M₁的栅极、晶体管M₄的栅极和电阻R3相连后与本振第一端输出连接，晶体管M₂的栅极、晶体管M₃的栅极和电阻R₄相连后与本振第二端输出连接；晶体管M₁的漏极、晶体管M₃的漏极和电阻R₁相连，晶体管M₂的漏极、晶体管M₄的漏极和电阻R2相连后作为吉尔伯特混频核心的输出端，以用于输出中频信号；晶体管M₁和晶体管M₂源极相连后与晶体管M₅的漏极连接，晶体管M₃和晶体管M₄源极相连后与晶体管M₆的漏极连接。晶体管M₅和M₆构成差分共源放大器，实现了射频信号的单端转差分，并且提高了转换增益，减轻了后续链路的设计压力。通过对晶体管M₁和M₄的栅极电压V_b1与晶体管M₂和M₃的栅极电压V_b2的控制，可以灵活的实现混频模式与直通模式的切换。本实施例中，当电压V_b1等于电压V_b2都为2.3V时，该电路为完整的吉尔伯特混频单元，处于混频模式，本振信号正常馈入；当电压V_b1为-1V，电压V_b2为2.8V时，晶体管M₁和M₄关断，晶体管M₂和M₃导通，晶体管M₅与晶体管M₂构成共源共栅放大器，实现直通模式，此时无本振信号馈入。采用有源吉尔伯特混频结构，通过差分共源放大器，实现了混频频段内4.3～6.3dB的转换增益与直通频段内6.5～10dB的直通增益。

如图5所示，中频输出级包括共漏放大器、电阻R₂₃、四阶低通滤波器和隔直电容C₁₅。共漏放大器实现低阻抗输出，串联电阻R₂₃后实现中频输出电路的宽带匹配。四阶低通滤波器的截止频率为4.5GHz，用以抑制射频信号与本振信号在中频端口的泄露，提高端口隔离度。中频输出级实现单端输出，其中频带宽为0.2～4.5GHz。

图6为实施例超宽带异构有源混频器的转换增益仿真结果图；图7为实施例超宽带异构有源混频器的直通增益仿真结果图；图8为实施例超宽带异构有源混频器的隔离度仿真结果图。如图6所示，本实施例超宽带异构有源混频器混频模式下，在4.5～18GHz频率范围内转换增益为4.3～6.3dB；如图7所示，直通模式下，在0.2～4.5GHz频率范围内增益为6.5～10dB，如图8所示，混频模式下，隔离度均大于32dB。可见，本实施例通过射频输入级和本振输入级宽带匹配设计，极大地扩展了吉尔伯特有源混频器的工作带宽，采用本振输入级单端转差分放大器电路设计，简化了差分信号产生电路的设计，也降低了对本振信号的功率要求；中频输出级配置有四阶低通滤波器，提高了射频到中频的隔离度和本振到中频的隔离度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

Claims (8)

1.一种超宽带异构有源混频器，包括射频输入级、本振输入级、吉尔伯特混频核心和中频输出级，其特征在于：

所述射频输入级用于接收天线端口输入的射频信号，并对接收的射频信号进行阻抗变换与宽带匹配后传输至吉尔伯特混频核心；

所述本振输入级用于接收单端本振信号，将接收的单端本振信号进行放大并转换为等幅反相差分本振信号传输至吉尔伯特混频核心；

所述吉尔伯特混频核心连接射频输入级和本振输入级，用于将射频输入级提供的射频信号与本振输入级提供的差分本振信号混合为中频信号，同时实现混频模式与直通模式的切换；

所述中频输出级连接吉尔伯特混频核心，用于对收到的中频信号进行阻抗变换与宽带匹配后输出，同时抑制射频与本振泄露。

2.根据权利要求1所述的一种超宽带异构有源混频器，其特征在于：所述射频输入级包括电容C₁₀和电容C₁₁，传输线TL₄、传输线TL₅和传输线TL₆，电阻R₁₉和电阻R₂₀，晶体管M₁₇和晶体管M₁₈；

电容C₁₀依次经传输线TL₄、传输线TL₅与晶体管M₁₇的栅极相连，电容C₁₁的一端连接传输线TL₄与传输线TL₅的共接点，另一端接地；电阻R₁₉的一端连接在传输线TL₅与晶体管M₁₇的栅极之间，另一端经传输线TL₆接偏置电压V_b11；电阻R₂₀的一端接偏置电压V_b12，另一端连接晶体管M₁₈的栅极；晶体管M₁₇的漏极接供电VDD，源极与晶体管M₁₈的漏极相连后作为射频输入级的输出端；晶体管M₁₈的源极接地。

3.根据权利要求1所述的一种超宽带异构有源混频器，其特征在于：所述本振输入级包括输入共漏放大器、差分共源放大器和输出共漏放大器；

所述输入共漏放大器包括电容C₃和共漏放大器单元二；电容C₃一端接本振输入，另一端连接共漏放大器单元二输入；共漏放大器单元二包括电阻R₈、电阻R₉、传输线TL₁、晶体管M₈和晶体管M₉；电阻R₈的一端与晶体管M₈的栅极共接后作为共漏放大器单元二输入端连接电容C₃的另一端，另一端经传输线TL₁接偏置电压V_b5；电阻R₉的一端接偏置电压V_b6，另一端连接晶体管M₉的栅极；晶体管M₈的漏极接供电VDD，源极与晶体管M₉的漏极相连后作为共漏放大器单元二的输出端连接差分共源放大器的输入端；晶体管M₉的源极接地；

所述差分共源放大器包括电容C₄和电容C₅，电阻R₁₀、电阻R₁₁、电阻R₁₂、电阻R₁₃和电阻R₁₄，晶体管M₁₀、晶体管M₁₁和晶体管M₁₂，传输线TL₂和传输线TL₃；电容C₄的一端接输入共漏放大器输出，另一端连接晶体管M₁₀的栅极；电容C₅的一端连接晶体管M₁₁的栅极，另一端接地；电阻R₁₀串联传输线TL₂，传输线TL₂另一端接供电VDD；电阻R₁₁串联传输线TL₃，传输线TL₃另一端接供电VDD；电阻R₁₂的一端连接在电容C₄与晶体管M₁₀的栅极之间，另一端接偏置电压V_b7；电阻R₁₃的一端连接在电容C₅与晶体管M₁₁的栅极之间，另一端接偏置电压V_b7；电阻R₁₄的一端连接晶体管M₁₂的栅极，另一端接偏置电压V_b8；晶体管M₁₀的漏极接电阻R₁₀后作为差分共源放大器的第一输出端，源极连接晶体管M₁₂的漏极；晶体管M₁₁的漏级连接电阻R₁₁后作为差分共源放大器的第二输出端，源极连接晶体管M₁₂的漏极；晶体管M₁₂的源极接地；

所述输出共漏放大器包括共漏放大器单元三、共漏放大器单元四、电容C₈和电容C₉；共漏放大器单元三包括电容C₆，电阻R₁₅和电阻R₁₆，晶体管M₁₃和晶体管M₁₄；电容C₆的一端作为共漏放大器单元三的输入端，接差分共源放大器的第一输出端，另一端连接晶体管M₁₃的栅极；电阻R₁₅的一端连接晶体管M₁₃的栅极和电容C₆，另一端接偏置电压V_b9；电阻R₁₆的一端连接晶体管M₁₄的栅极，另一端接偏置电压V_b10；晶体管M₁₃的漏极接供电VDD，源极连接晶体管M₁₄的漏极后作为共漏放大器单元三的输出端；晶体管M₁₄的源极接地；

共漏放大器单元四和共漏放大器单元三结构相同，共漏放大器单元四的输入端接差分共源放大器的第二输出端；

电容C₈和电容C₉容值相同；电容的一端连接共漏放大器单元三的输出端，另一端作为本振第一输出端LO_OUT+；电容C₉一端接共漏放大器单元四的输出端，另一端作为本振第二输出端LO_OUT-。

4.根据权利要求3所述的一种超宽带异构有源混频器，其特征在于：所述差分共源放大器结构对称，电容C₄、电阻R₁₂、晶体管M₁₀、电阻R₁₀、传输线TL₂与电容C₅、电阻R₁₃、晶体管M₁₁、电阻R₁₁、传输线TL₃对应器件参数相同。

5.根据权利要求3所述的一种超宽带异构有源混频器，其特征在于：本振第一输出端LO_OUT+和本振第二输出端LO_OUT-输出的信号幅值相同，相位相差180°。

6.根据权利要求1所述的一种超宽带异构有源混频器，其特征在于：所述吉尔伯特混频核心包括晶体管M₁、晶体管M₂、晶体管M₃、晶体管M₄、晶体管M₅、晶体管M₆和晶体管M₇，电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃、电阻R₄、电阻R₅、电阻R₆和电阻R₇，电容C₁和电容C₂；

晶体管M₁的栅极、晶体管M₄的栅极和电阻R₃一端相连后，作为吉尔伯特混频核心的第一输入端与本振第一输出端连接；晶体管M₂的栅极、晶体管M₃的栅极和电阻R₄一端相连后，作为吉尔伯特混频核心的第二输入端与本振第二输出端连接；电阻R₃另一端接偏置电压V_b1，电阻R₄另一端接偏置电压V_b2；

晶体管M₁的漏极、晶体管M₃的漏极和电阻R₁的一端相连，晶体管M₂的漏极、晶体管M₄的漏极和电阻R₂的一端相连后作为吉尔伯特混频核心的输出端；电阻R₁和电阻R₂另一端接供电VDD；

晶体管M₁和晶体管M₂源极相连后与晶体管M₅的漏极连接，晶体管M₃和晶体管M₄源极相连后与晶体管M₆的漏极连接；

晶体管M₅的栅极连接电阻R₅的一端与电容C₁的一端，晶体管M₆的栅极连接电阻R₆的一端与电容C₂的一端；晶体管M₅与晶体管M₆的源极相连后与晶体管M₇的漏极连接；晶体管M₇栅极接电阻R₇的一端，源极接地；

电容C₁另一端接射频输入级的输出端，电阻R₅另一端接偏置电压V_b3；电容C₂的另一端接地，电阻R₆的另一端接偏置电压V_b3；电阻R₇的另一端接偏置电压V_b4；

偏置电压V_b1与偏置电压V_b2为超宽带异构有源混频器的直通模式与混频模式切换控制电压，晶体管M₁、晶体管M₂、晶体管M₃、晶体管M₄作为混频器开关管，实现混频功能。

7.根据权利要求6所述的一种超宽带异构有源混频器，其特征在于：吉尔伯特混频核心结构对称，晶体管M₁、晶体管M₂、晶体管M₃、晶体管M₄参数相同；晶体管M₅与晶体管M₆参数相同；电阻R₁与电阻R₂参数相同，电阻R₃与电阻R₄参数相同，电阻R₅与电阻R₆参数相同；电容C₁和电容C₂参数相同。

8.根据权利要求1所述的一种超宽带异构有源混频器，其特征在于：所述中频输出级包括共漏放大器单元五、电阻R₂₃、四阶低通滤波器、电容C₁₅；

共漏放大器单元五的输入端接吉尔伯特混频核心的输出端，输出端连接电阻R₂₃的一端；共漏放大器单元五和共漏放大器单元三结构相同，电阻R₂₃的另一端连接四阶低通滤波器的输入端；四阶低通滤波器的输出端连接电容C₁₅的一端；电容C₁₅的另一端连接中频输出级的输出端；

所述四阶低通滤波器包括电感L₁、电容C₁₃、电感L₂和电容C₁₄，电感L₁的一端作为四阶低通滤波器的输入端连接电阻R₂₃，另一端连接电感L₂的一端和电容C₁₃的一端，电感L₂的一端与电容C₁₄的一端相连后作为四阶低通滤波器的输出端，电容C₁₃的另一端和电容C₁₄的另一端分别接地。

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