專利名稱：超寬帶雙載波頻率產(chǎn)生方法及其頻率綜合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生成超寬帶6. 2GHz 8. 3GHz八個(gè)子帶的頻點(diǎn)間距為264MHz 的雙載波頻率產(chǎn)生方法及其頻率綜合器，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
短距離高速無線通信技術(shù)是當(dāng)前學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn)。頻率綜合器作為超 寬帶(UWB)技術(shù)中的關(guān)鍵模塊，受到廣泛關(guān)注。在基于WiMedia的UWB物理信道劃分中，將 3. IGHz 10. 6GHz的7. 5GHz的頻段劃分成14個(gè)子帶，每個(gè)子帶占528MHz帶寬。但是基于 中國頻段的實(shí)際使用情況，只有4 5GHz和6 9GHz這兩個(gè)頻段可以真正被UWB所利用。 為了更加有效地利用頻段，每個(gè)子帶只占264MHz帶寬。具體的頻譜如圖1所示。其中，低頻 段Band Group#l包括兩個(gè)子帶，記作BancWl和Band#2，它們的中心頻率分別為4356MHz和 4620MHz ο高頻段Band Group#2包括10個(gè)子帶，記作Band#3 Band#12，它們的中心頻率分 別為 6336MHz、6600MHz、6864MHz、7128MHz、7392MHz、7656MHz、7920MHz、8184MHz、8448MHz、 8712MHz。根據(jù)超寬帶的特殊要求，頻率綜合器從一個(gè)頻率轉(zhuǎn)到另一個(gè)頻率的跳頻時(shí)間必須 小于9. 5ns，這是基于傳統(tǒng)鎖相環(huán)(PLL)的頻率綜合器難以實(shí)現(xiàn)的。用得較多的一種方法是 利用PLL和單邊帶混頻器(SSB Mixer)，由PLL產(chǎn)生一個(gè)固定的頻率，通過SSB Mixer實(shí)現(xiàn) 頻率的加法或減法，得到所需要的頻率，頻率切換由數(shù)字電路控制。從而PLL—旦穩(wěn)定后不 需要再次調(diào)整，頻率切換時(shí)間小于9. 5ns的苛刻要求轉(zhuǎn)移到了選通器和SSB Mixer上來，而 這是很容易實(shí)現(xiàn)的。但是PLL穩(wěn)定在哪個(gè)頻率，輔助頻率怎樣產(chǎn)生，則會很大程度地影響頻 率綜合器的復(fù)雜度和最終性能。此外，在超寬帶于中國應(yīng)用的各種提案中，以264MHz為子帶帶寬、以雙載波方式 實(shí)現(xiàn)通訊占據(jù)了主導(dǎo)地位。這就要求頻率綜合器在滿足其他超寬帶應(yīng)用要求的基礎(chǔ)上，還 能夠同時(shí)提供兩個(gè)所需要的子帶的中心頻率。而在上述可用的12個(gè)低頻段或高頻段的子 帶中，主要會用到的是高頻段的Band#3 Band#10這8個(gè)子帶。需要同時(shí)產(chǎn)生的頻率是 (#3、#5)或(#4、#6)或(#7、#9)或(#8,#10)或(#3、#7)或(#4、#8)或(#5、#9)或(#6,#10) 的中心頻率，也即需要同時(shí)產(chǎn)生的頻率對是(6336MHz、6864MHz)或(6600MHz、7128MHz)或 (7392MHz、7920MHz)或(7656MHz、8184MHz)或(6336MHz、7392MHz)或(6600MHz、7656MHz) 或(6864MHz、7920MHz)或(7128MHz、8184MHz)。綜上，針對超寬帶在中國的特殊應(yīng)用頻段以及雙載波的特殊要求，研究如何進(jìn)行 合理的頻譜規(guī)劃并且得到既結(jié)構(gòu)簡單又性能優(yōu)越的頻率綜合器，是非常有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明旨在提供用于產(chǎn)生超寬帶6. 2GHz 8. 3GHz八個(gè)子帶 的雙載波頻率調(diào)制方法和系統(tǒng)架構(gòu)，以利于得到既結(jié)構(gòu)簡單又性能優(yōu)越的頻率綜合器。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種超寬帶雙載波頻率產(chǎn)生方法，用于產(chǎn)生一個(gè)頻率對，所
4述頻率對的上、下兩個(gè)頻率屬于超寬帶6. 2 8. 3GHz的八個(gè)子帶的中心頻率，每個(gè)子帶帶 寬為264MHz，其步驟如下步驟1. 1 取所述頻率對的中間頻率值為第一頻率；步驟1. 2 取所述頻率對的頻間距的一半值為第二頻率；步驟1. 3 將所述第一頻率與所述第二頻率上下混頻得到所述頻率對的上、下兩 個(gè)頻率。此方法在產(chǎn)生不同頻率對時(shí)，所述第一頻率是變化的，可以為超寬帶6. 2 8. 3GHz中Band#4 Band#9六個(gè)子帶中的某個(gè)中心頻率，即為6600MHz、6864MHz、7128MHz、 7392MHz、7656MHz、7920MHz中的某個(gè)頻率；所述第二頻率為264MHz或者528MHz。另一種超寬帶雙載波頻率產(chǎn)生方法，同樣用于產(chǎn)生一個(gè)頻率對，所述頻率對的上、 下兩個(gè)頻率屬于超寬帶6. 2 8. 3GHz的八個(gè)子帶的中心頻率，每個(gè)子帶帶寬為264MHz，其 步驟如下步驟3. 1 取一個(gè)固定的基準(zhǔn)頻率值為第一頻率；步驟3. 2 取所述頻率對的上頻率與所述第一頻率的頻間距值為第二頻率；取所 述頻率對的下頻率與所述第一頻率的頻間距值為第三頻率；步驟-3. 3 將所述第一頻率分別與所述第二頻率和第三頻率混頻得到所述頻率 對的上、下兩個(gè)頻率。此方法在產(chǎn)生不同頻率對時(shí)，所述第一頻率是固定的，頻率為6336MHz ；所述第二 頻率和第三頻率是不相等的，第二頻率為264MHz的0次至5次諧波，即0、264MHz、528MHz、 792MHz、1056MHz、1320MHz中的某個(gè)頻率；第三頻率為264MHz的2次至7次諧波，即528MHz、 792MHz、1056MHz、1320MHz、1584MHz 和 1848MHz 中的某個(gè)頻率。按第一種頻率產(chǎn)生方法工作的頻率綜合器如圖4所示，由鎖相環(huán)和頻率合成部分 組成，所述鎖相環(huán)由鑒頻鑒相器PFD、電荷泵CP、壓控振蕩器VC0、三個(gè)除2除法器和一個(gè)除 3除法器依次串接首尾相連構(gòu)成環(huán)路，一端接地的環(huán)路濾波器與CP輸出端相連，所述VCO的 振蕩頻率是6336MHz，VCO和4個(gè)除法器的輸出端依次為264MHz的24、12、6、3和1次諧波端。所述頻率合成部分由3個(gè)頻率選通器MUX和5個(gè)單邊帶混頻器SSB Mixer構(gòu)成， 其中單邊帶混頻器SSB Mixerl輸入端接264MHz的1次和3次諧波端，輸出端為264MHz 的2次諧波端；選通器MUXl輸入端接264MHz的1次諧波端和SSB Mixerl的輸出端；
選通器MUX2輸入端接264MHz的3次和6次諧波端；單邊帶混頻器SSB Mixer2輸入端接264MHz的1次諧波端和MUX2輸出端；選通器MUX3輸入端接264MHz的1、3、6次諧波端和SSB Mixer2輸出端；單邊帶混頻器SSB Mixer3輸入端接264MHz的24次諧波端和MUX3輸出端；單邊帶混頻器SSB Mixer4輸入端接MUXl和SSB Mixer3的輸出端，其輸出端為所 述頻率對的上頻率端；單邊帶混頻器SSB Mixer5輸入端接MUXl和SSB Mixer3的輸出端，其輸出端為所 述頻率對的下頻率端。
按第二種頻率產(chǎn)生方法工作的頻率綜合器如圖5所示，由鎖相環(huán)和頻率合成部 分組成，所述鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)與前述的頻率綜合器鎖相環(huán)相同。所述頻率合成部分由4個(gè)頻率選通器MUX和4個(gè)單邊帶混頻器SSB Mixer構(gòu)成， 其中選通器MUXl和MUX2的兩對輸入端分別接264MHz的3次和6次諧波端；單邊帶混頻器SSB Mixerl輸入端接264MHz的1次諧波端和MUXl輸出端；單邊帶混頻器SSB Mixer2輸入端接264MHz的1次諧波端和MUX2輸出端；選通器MUX3輸入端接264MHz的1次諧波端、MUXl輸出端、SSB Mixerl輸出端和 直流DC端；選通器MUX4輸入端接264MHz的1次諧波端、MUX2輸出端、SSB Mixer2輸出端和 直流DC端；單邊帶混頻器SSB Mixer3輸入端接264MHz的24次諧波端和MUX3輸出端，其輸 出端為所述頻率對的上頻率端；單邊帶混頻器SSB Mixer4輸入端接264MHz的24次諧波端和MUX4輸出端，其輸 出端為所述頻率對的下頻率端。本發(fā)明超寬帶雙載波頻率產(chǎn)生方法的優(yōu)點(diǎn)是(1)頻譜規(guī)劃清晰，涵蓋整個(gè)在中 國的特殊應(yīng)用頻率段以及雙載波頻率對；(2)采用本發(fā)明方法的兩種產(chǎn)生雙載波的頻率綜 合器以6336MHz為鎖相環(huán)的工作頻率，由它的除法鏈路得到的頻率能夠很大程度地被直接 利用，而且頻率綜合器的架構(gòu)簡潔，均只需要使用一個(gè)鎖相環(huán)；(3)采用本發(fā)明第二種方法 的具體實(shí)施例，功耗較低，只需要兩極單邊帶混頻器，而且第二級的鏡像信號在所關(guān)注的頻 段以外，因而能以較低的成本實(shí)現(xiàn)較高的性能。


圖1是適用于中國的UWB頻譜規(guī)劃圖。圖2a是本發(fā)明第一種雙載波頻率產(chǎn)生方法所產(chǎn)生頻率對(#3、#5)或(#7、#9)的 頻率產(chǎn)生示意圖。圖2b是本發(fā)明第一種雙載波頻率產(chǎn)生方法所產(chǎn)生頻率對(#4、#6)或(#8、#10)的
頻率產(chǎn)生示意圖。圖2c是本發(fā)明第一種雙載波頻率產(chǎn)生方法所產(chǎn)生頻率對(#3、#7)或(#5、#9)的
頻率產(chǎn)生示意圖。圖2d是本發(fā)明第一種雙載波頻率產(chǎn)生方法所產(chǎn)生頻率對(#4、#8)或(#6、#10)的
頻率產(chǎn)生示意圖。圖3是本發(fā)明第二種雙載波頻率產(chǎn)生方法所產(chǎn)生頻率對的頻率產(chǎn)生示意圖。圖4是本發(fā)明第一種雙載波頻率綜合器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明第二種雙載波頻率綜合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所提供的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)的說明。考察所需要產(chǎn)生的頻率對，它們分別是子帶(#3、#5)或(#4、#6)或(#7、#9)或(#8、#10)或(#3、#7)或(#4、#8)或(#5、#9)或(#6、#10)的中心頻率，其規(guī)律是所需要
同時(shí)產(chǎn)生的頻率對是一對奇數(shù)號子帶或者一對偶數(shù)號子帶的中心頻率，并且所需要同時(shí)產(chǎn) 生的頻率對之間的頻率間隔為2個(gè)子帶帶寬或者4個(gè)子帶帶寬，其中，子帶帶寬為264MHz。 則上述同時(shí)產(chǎn)生的頻率對之間的頻率間隔為528MHz或者1056MHz。本發(fā)明提供了兩種雙載 波頻率對的產(chǎn)生方法第一種方法當(dāng)要產(chǎn)生某一對頻率對時(shí)，首先取該頻率對的中間頻率為第一頻率， 即第一頻率=(上頻率+下頻率)/2 ；再取該頻率對的頻間距的一半值為第二頻率，即第二 頻率=(上頻率-下頻率)/2 ；然后以第一頻率為中心，與第二頻率進(jìn)行上、下混頻，得到所 述頻率對的上、下兩個(gè)頻率。舉例來說，如圖2a所示若要產(chǎn)生頻率對(#3、#5)的中心頻率6336MHz和6864MHz， 則首先得到它們的中間頻率，即子帶#4的中心頻率6600MHz，使其與頻率對(#3、#5)的 頻間距的一半即264MHz上下混頻，從而得到頻率對(#3、#5)的上頻率6864MHz和下頻率 6336MHz。在該例中，中心頻率6600MHz即稱為第一頻率，頻間距的一半264MHz即稱為第二頻率。再舉例來說，如圖2c所示若要產(chǎn)生頻率對(#3、#7)的中心頻率6336MHz和 7392MHz，則首先得到它們的中間頻率，即子帶#5的中心頻率6864MHz，使其與頻率對(#3、 #7)的頻間距的一半即528MHz上下混頻，從而得到頻率對(#3、#7)的上頻率7392MHz和下 頻率6336MHz。在該例中，中心頻率6864MHz即稱為第一頻率，頻間距的一半528MHz即稱為
第二頻率。在要生成其他頻率對時(shí)，情形與上述兩例相似。有意思的是，在要生成各頻率對 (#3、#5)或(#4、#6)或(#7、#9)或(#8、#10)或(#3、#7)或(#4、#8)或(#5、#9)或(#6、 #10)的中心頻率時(shí)，第一頻率永遠(yuǎn)是Band#4 Band#9中的某個(gè)子帶的中心頻率，而第二頻 率永遠(yuǎn)是264MHz或者528MHz中的一個(gè)，這就為硬件實(shí)現(xiàn)帶來了便利。 圖2是依照本發(fā)明第一種方法的頻率產(chǎn)生示意圖，其中，括號內(nèi)的數(shù)值η表示其上 方或下方所對應(yīng)的頻率是264MHz的第η次諧波。圖2a是產(chǎn)生頻率對(#3、#5)或(#7、#9) 的中心頻率時(shí)的頻率產(chǎn)生示意圖；圖2b是產(chǎn)生頻率對(#4、#6)或(#8、#10)的中心頻率時(shí) 的頻率產(chǎn)生示意圖；圖2c是產(chǎn)生頻率對(#3、#7)或(#5、#9)的中心頻率時(shí)的頻率產(chǎn)生示 意圖；圖2d是產(chǎn)生頻率對(#4、#8)或(#6、#10)的中心頻率時(shí)的頻率產(chǎn)生示意圖。從圖2 中可以清楚地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)要產(chǎn)生不同的頻率對時(shí)，第一頻率是變化的，第二頻率是264MHz或 者528MHz中的一個(gè)；而當(dāng)要產(chǎn)生任一對頻率對時(shí)，將第一頻率與第二頻率做加法即可得到 頻率對中較高的上頻率，將第一頻率與第二頻率做減法即可得到頻率對中較低的下頻率， 頻率對中的兩個(gè)頻率以第一頻率為軸互為鏡像。第二種方法當(dāng)要產(chǎn)生某一對頻率對時(shí)，首先取某一個(gè)固定的基準(zhǔn)頻率為第一頻 率，通常取Band#3中心頻率6336MHz作為第一頻率；再取這對頻率對的上頻率與第一頻率 的頻間距值為第二頻率，即第二頻率=上頻率-6336MHz ；取這對頻率對的下頻率與第一頻 率的頻間距值為第三頻率，即第三頻率=下頻率-6336MHz ；然后將第一頻率分別與第二頻 率和第三頻率混頻，得到所述頻率對的上、下兩個(gè)頻率。可見在第二種方法中，第一頻率是固定的，頻率為6336MHz ；第二頻率和第三頻率 是不相等的，第二頻率為264MHz的0次至5次諧波，即0、264MHz、528MHz、792MHz、1056MHz、
71320MHz中的某個(gè)頻率；第三頻率為264MHz的2次至7次諧波，即528MHz、792MHz、1056MHz、 1320MHz、1584MHz 和 1848MHz 中的某個(gè)頻率。圖3是依照本發(fā)明的第二種方法的頻率產(chǎn)生示意圖，其中，括號內(nèi)的數(shù)值η表示其 上方或下方所對應(yīng)的頻率是264MHz的第η次諧波。它與第一種方法的本質(zhì)區(qū)別在于，第一 種方法中在產(chǎn)生不同的頻率對時(shí)，第一頻率是變化的，并且在產(chǎn)生任一頻率對時(shí)，所同時(shí)需 要的兩個(gè)第二頻率的頻率是相同的，只是上混頻還是下混頻的區(qū)別；而第二種方法中在產(chǎn) 生不同的頻率對時(shí)，第一頻率是固定的，并且在產(chǎn)生任一頻率對時(shí)，所需要的第二頻率和第 三頻率是不相等的。依照本發(fā)明的第一種方法，首先要能夠得到Band#4 Band#9的中心 頻率；依照本發(fā)明的第二種方法，要能夠得到Band#3 Band#10的中心頻率。下面將論述如何以最佳的方式得到Band#3 BancWlO的中心頻率，而Band#4 Band#9的中心頻率已涵蓋于其中?？疾焖枰a(chǎn)生的各頻率點(diǎn)，Band#3 BancWlO的中心頻率6336MHz、6600MHz、 6864MHz、7128MHz、7392MHz、7656MHz、7920MHz、8184MHz，它們都是 264MHz 的整數(shù)次諧波， 且分別是264MHz的24次、25次、26次、27次、28次、29次、30次、31次諧波，其對應(yīng)關(guān)系如 表1所示。表1.各子帶的中心頻率以及與264MHz的關(guān)系 不同諧波之間可以通過簡單的加減法得到，若以264MHz的24次諧波為基準(zhǔn)，即以 6336MHz為基準(zhǔn)，則264MHz的25次至31次諧波可以在264MHz的24次諧波的基礎(chǔ)上再加 上264MHz的1次至7次諧波獲得，如式(1)所示。 雖然Band#3 Band#10每個(gè)子帶的中心頻率都可以選作為基準(zhǔn)，甚至可以選擇頻 段外的264MHz的24次至31次以外的其他次諧波為基準(zhǔn)，再在它們的基礎(chǔ)上做加減法得到 Band#3 Band#10的每個(gè)子帶的中心頻率。但是，此地選擇以264MHz的24次諧波為基準(zhǔn)， 即以6336MHz為基準(zhǔn)，因?yàn)樗幸韵聨讉€(gè)優(yōu)點(diǎn)。第一，6336MHz就近取材，它已經(jīng)就是一個(gè)所需要的中心頻率點(diǎn)。
第二，6336MHz是Band#3 Band#10這8個(gè)子帶中頻率最低的中心頻率點(diǎn)，這意味 著鎖相環(huán)需要提供的固定頻率是6336MHz，相對于要產(chǎn)生Band#4 Band#10這9個(gè)子帶的 中心頻率，產(chǎn)生6336MHz的固定頻率輸出所需要的功耗最低。第三，眾所周知，加減法的實(shí)現(xiàn)依靠的是單邊帶混頻器，可是對于一個(gè)固定相位輸 入的單邊帶混頻器來說，它只能實(shí)現(xiàn)加法或者只能實(shí)現(xiàn)減法。而要既能實(shí)現(xiàn)加法又能實(shí)現(xiàn) 減法，就需要能夠靈活地改變輸入信號的I路或者Q路的相位。這里以6336MHz為基準(zhǔn)產(chǎn) 生其他幾個(gè)子帶的中心頻率，所做的都是加法，而若以Band#4 Band#9的中心頻率為基 準(zhǔn)，則產(chǎn)生其他幾個(gè)子帶的中心頻率時(shí)，單邊帶混頻器既要實(shí)現(xiàn)加法又要實(shí)現(xiàn)減法。因而以 6336MHz為基準(zhǔn)降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜度。第四，以6336MHz為基準(zhǔn)來產(chǎn)生其他幾個(gè)子帶的中心頻率時(shí)，其鏡像信號都在帶 外。鏡像信號很大程度地決定了輸出頻譜的純度，在由單邊帶混頻器實(shí)現(xiàn)頻率的加減法時(shí)， 鏡像信號雜散往往是所有雜散中能量最大的那個(gè)，因?yàn)閱芜厧Щ祛l器的輸入I和Q兩路信 號之間會不可避免地由于各種原因引入正交幅度或相位失配。而以6336MHz為基準(zhǔn)來產(chǎn)生 其他幾個(gè)子帶的中心頻率時(shí)，其鏡像信號的產(chǎn)生如式(2)所示，分別為264MHz的17次至 23 次諧波，即為 4488MHz、4752MHz、5016MHz、5280MHz、5544MHz、5808MHz、6072MHz。由于鏡 像信號都在所關(guān)注的頻段以外，所以能夠以較低的成本得到較高的性能，減輕了設(shè)計(jì)壓力。
第五，6336MHz是264MHz的24次諧波，而24可以分解為式(3)所示 也就是說，鎖相環(huán)為了產(chǎn)生6336MHz的固定頻率輸出，若以264MHz為參考時(shí)鐘頻 率，VCO振蕩在6336MHz，則鎖相環(huán)路的除法器鏈路上只需要三個(gè)除2除法器和一個(gè)除3除 法器，而除2除法器和除3除法器的實(shí)現(xiàn)較為簡單。此夕卜，以6336MHz為基準(zhǔn)，它經(jīng)過三個(gè)除2除法器和一個(gè)除3除法器后，在除法鏈 路上能產(chǎn)生264MHz的1次、3次和6次諧波，如式(4)所示。而通過它們之間的加減法能 夠很容易地得到264MHz的2次、4次、5次和7次諧波，從而得到所有與6336MHz混頻所需 要的輔助頻率，即 264MHz 的 1 次至 7 次諧波264MHz、528MHz、792MHz、1056MHz、1320MHz、 1584MHz和1848MHz。因而以6336MHz為基準(zhǔn)，能夠充分利用鎖相環(huán)的除法鏈路上所生成的
頻率，頻譜規(guī)劃簡單靈巧。
264 X 24 -^- 264 X 12 -^— 264 X 6 -^— 264 X 3 -^264 X 1
(4)
3-1=2,3+1=4v y
6-1=5,6+1=7
9
第六，若選擇其他264MHz的整數(shù)次諧波為基準(zhǔn)且使得鎖相環(huán)的除法器鏈路上只 有除2除法器和除3除法器以保證能夠通過除法鏈路上生成的頻率間的簡單加減法得到 所有輔助頻率，如選擇264MHz的18次諧波或32次諧波，則需要通過實(shí)現(xiàn)如下算法來得到 Band3 BandlO的中心頻率點(diǎn)。 若以264MHz的18次諧波4752MHz為基準(zhǔn)，雖然它比6336MHz頻率低了很多，但 是所需要的輔助頻率為264MHz的6次至13次諧波，產(chǎn)生較為復(fù)雜，如式(6)所示，它與式 (4)的本質(zhì)區(qū)別是，它需要兩級加減法才能得到所有的輔助頻率，而式(4)只需要一級加減 法就可以得到所有的輔助頻率。這不僅僅意味著硬件開銷上是一個(gè)還是兩個(gè)單邊帶混頻器 的問題，更是單邊帶混頻器所引入的頻率雜散以及最后頻譜純度的性能問題。 若以264MHz的32次諧波8448MHz為基準(zhǔn)，雖然也只需要做減法，并且所需要的輔 助頻率為264MHz的1次至8次諧波，而在鎖相環(huán)的除法鏈路上已經(jīng)能夠直接得到264MHz 的1次、2次、4次和8次諧波，其他的3次、5次、6次和7次諧波也只需要通過一次加減法 就可以得到，如式(7)所示，但是8448MHz比6336MHz頻率高很多，因而在硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，無論 是VCO還是除法器，或者是單邊帶混頻器，都既增加了設(shè)計(jì)難度又增加了功耗。 綜上所述，以264MHz的24次諧波即6336MHz為基準(zhǔn)，以式(1)的算法來得到 Band#3 BancWlO或者Band#4 Band#9的每個(gè)子帶的中心頻率，有其獨(dú)特的優(yōu)勢。圖4是依照本發(fā)明的第一種方法所構(gòu)建的用于產(chǎn)生6. 2 8. 3GHz八個(gè)子帶的雙 載波頻率綜合器的第一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。它由兩部分組成，分別是上半部分的電 荷泵型鎖相環(huán)(CP-PLL)，和下半部分的基于混頻器的頻率合成部分。其中在電荷泵鎖相環(huán) 部分，鑒頻鑒相器(PFD)用于比較兩個(gè)信號——參考頻率和反饋頻率——之間的頻率和相 位，然后輸出標(biāo)志頻率大小和相位差的一定寬度的脈沖信號；該脈沖信號經(jīng)過電荷泵(CP)
10后轉(zhuǎn)換為電流信號，然后由環(huán)路濾波器(Loop Filter, LF)進(jìn)行低通濾波，將脈沖信號轉(zhuǎn)換 為平滑的電壓信號；該電壓信號控制壓控振蕩器(VCO)使其輸出相應(yīng)的頻率信號，此頻率 信號同時(shí)也是整個(gè)鎖相環(huán)的輸出頻率；除法器用于將VCO的輸出頻率分頻后再輸入給PFD 進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋的環(huán)路。整個(gè)環(huán)路處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)，VCO的輸出頻率是參考 頻率和除法器分頻值的乘積，且其相位和參考頻率的相位相對應(yīng)。這里，環(huán)路濾波器是由 無源二階低通濾波器構(gòu)成；除法鏈路由三個(gè)除2除法器和一個(gè)除3除法器構(gòu)成；VCO振蕩在 6336MHz，參考頻率為264MHz。括號中的數(shù)值η表示它所對應(yīng)的頻率是264MHz的第η次諧 波。在頻率合成部分，由第一級單邊帶混頻器SSB Mixerl將264MHz的1次和3次諧 波混頻得到264MHz的2次諧波，再由頻率選通器MUXl從264MHz的1次和2次諧波中選擇 一個(gè)作為第二頻率。另一方面，由頻率選通器MUX2從264MHz的3次和6次諧波中選擇一 個(gè)，與264MHz的1次諧波經(jīng)由SSB Mixer2混頻得到264MHz的2次、4次或5次諧波，該輸 出與鎖相環(huán)除法器鏈路上得到的264MHz的1次、3次和6次諧波一起作為頻率選通器MUX3 的輸入，從而在264MHz的1次至6次諧波中選擇一個(gè)，與VCO的輸出即264MHz的24次諧 波經(jīng)過單邊帶混頻器SSB Mixerf混頻后得到所需要的第一頻率。第一頻率與第二頻率在 最后一級的單邊帶混頻器SSB Mixer4和SSB Mixer5中分別實(shí)現(xiàn)上、下混頻，從而得到所需 要的頻率對。在頻率合成部分，為顯示清晰，連線上所對應(yīng)的頻率均由它是264MHz的第η 次諧波的數(shù)值η來表征。圖5是依照本發(fā)明的第二種方法所構(gòu)建的用于產(chǎn)生6. 2 8. 3GHz八個(gè)子帶的雙 載波頻率綜合器的第二具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。它也由兩部分組成，分別是上半部分的 電荷泵型鎖相環(huán)(CP-PLL)，和下半部分的基于混頻器的頻率合成部分。其中，上半部分的電 荷泵鎖相環(huán)與第一具體實(shí)施例中的相同，這里不再贅述。在頻率合成部分，由頻率選通器MUXl和MUX3以及單邊帶混頻器SSBMixerl和SSB Mixer3來產(chǎn)生頻率對中的一個(gè)頻率，由頻率選通器MUX2和MUX4以及單邊帶混頻器SSB Mixer2和SSB Mixer4來產(chǎn)生頻率對中的另一個(gè)頻率，因而在圖5中，頻率合成部分是上下 對稱的，其區(qū)別只在于頻率選通器選擇了哪個(gè)頻率。具體來說，VCO的輸出即264MHz的24 次諧波直接作為第一頻率。另一方面，頻率選通器MUXl從264MHz的3次和6次諧波中選 擇一個(gè)，經(jīng)由單邊帶混頻器SSB Mixerl與264MHz的1次諧波混頻，從而得到264MHz的2 次、4次、5次和7次諧波，該輸出與264MHz的1次、3次或6次諧波以及0次(直流)一起 作為頻率選通器MUX3的輸入，從而在264MHz的0次至7次諧波中選擇一個(gè)，作為輔助頻率 即第二頻率。以相同的方式，經(jīng)過MUX2、SSB Mixer2和MUX4可以得到另一個(gè)輔助頻率即 第三頻率。第一頻率與第二頻率、第三頻率在最后一級的單邊帶混頻器SSB Mixerf和SSB Mixer4中分別實(shí)現(xiàn)上混頻，從而得到所需要的頻率對。在頻率合成部分，為顯示清晰，連線 上所對應(yīng)的頻率均由它是264MHz的第η次諧波的數(shù)值η來表征。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種雙載波頻率產(chǎn)生方法，用于產(chǎn)生一個(gè)頻率對，所述頻率對的上、下兩個(gè)頻率屬于超寬帶6.2～8.3GHz的八個(gè)子帶的中心頻率，每個(gè)子帶帶寬為264MHz，其特征在于步驟如下步驟1.1取所述頻率對的中間頻率值為第一頻率；步驟1.2取所述頻率對的頻間距的一半值為第二頻率；步驟1.3將所述第一頻率與所述第二頻率上下混頻得到所述頻率對的上、下兩個(gè)頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙載波頻率產(chǎn)生方法，其特征在于在產(chǎn)生不同頻率對時(shí)，所 述第一頻率是變化的，可以為超寬帶6. 2 8. 3GHz中Band#4 Band#9六個(gè)子帶中的某個(gè) 中心頻率，即為 6600MHz、6864MHz、7128MHz、7392MHz、7656MHz、7920MHz 中的某個(gè)頻率；所 述第二頻率為264MHz或者528MHz。
3.一種雙載波頻率產(chǎn)生方法，用于產(chǎn)生一個(gè)頻率對，所述頻率對的上、下兩個(gè)頻率屬于 超寬帶6. 2 8. 3GHz的八個(gè)子帶的中心頻率，每個(gè)子帶帶寬為264MHz，其特征在于步驟 如下步驟3. 1 取一個(gè)固定的基準(zhǔn)頻率值為第一頻率；步驟3. 2 取所述頻率對的上頻率與所述第一頻率的頻間距值為第二頻率 取所述頻率對的下頻率與所述第一頻率的頻間距值為第三頻率； 步驟3. 3 將所述第一頻率分別與所述第二頻率和第三頻率混頻得到所述頻率對的 上、下兩個(gè)頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙載波頻率產(chǎn)生方法，其特征在于在產(chǎn)生不同頻率對時(shí)，所 述第一頻率是固定的，頻率為6336MHz ；所述第二頻率和第三頻率是不相等的，第二頻率為 264MHz 的 0 次至 5 次諧波，即 0、264MHz、528MHz、792MHz、1056MHz、1320MHz 中的某個(gè)頻率； 第三頻率為 264MHz 的 2 次至 7 次諧波，即 528MHz、792MHz、1056MHz、1320MHz、1584MHz 和 1848MHz中的某個(gè)頻率。
5.一種按權(quán)利要求1或2所述雙載波頻率產(chǎn)生方法工作的頻率綜合器，由鎖相環(huán)和頻 率合成部分組成，所述鎖相環(huán)由鑒頻鑒相器PFD、電荷泵CP、壓控振蕩器VC0、三個(gè)除2除法 器和一個(gè)除3除法器依次串接首尾相連構(gòu)成環(huán)路，一端接地的環(huán)路濾波器與CP輸出端相 連，所述VCO的振蕩頻率是6336MHz，VCO和4個(gè)除法器的輸出端依次為264MHz的24、12、 6、3和1次諧波端，其特征在于所述頻率合成部分由3個(gè)頻率選通器MUX和5個(gè)單邊帶混 頻器SSB Mixer構(gòu)成，其中單邊帶混頻器SSB Mixerl輸入端接264MHz的1次和3次諧波端，輸出端為264MHz的 2次諧波端；選通器MUXl輸入端接264MHz的1次諧波端和SSB Mixerl的輸出端； 選通器MUX2輸入端接264MHz的3次和6次諧波端； 單邊帶混頻器SSB Mixer2輸入端接264MHz的1次諧波端和MUX2輸出端； 選通器MUX3輸入端接264MHz的1、3、6次諧波端和SSB Mixer2輸出端； 單邊帶混頻器SSB Mixer3輸入端接264MHz的24次諧波端和MUX3輸出端； 單邊帶混頻器SSB Mixer4輸入端接MUXl和SSB Mixer3的輸出端，其輸出端為所述頻 率對的上頻率端；單邊帶混頻器SSB Mixer5輸入端接MUXl和SSB Mixer3的輸出端，其輸出端為所述頻 率對的下頻率端。
6. 一種按權(quán)利要求3或4所述雙載波頻率產(chǎn)生方法工作的頻率綜合器，由鎖相環(huán)和頻 率合成部分組成，所述鎖相環(huán)由鑒頻鑒相器PFD、電荷泵CP、壓控振蕩器VC0、三個(gè)除2除法 器和一個(gè)除3除法器依次串接首尾相連構(gòu)成環(huán)路，一端接地的環(huán)路濾波器與CP輸出端相 連，所述VCO的振蕩頻率是6336MHz，VCO和4個(gè)除法器的輸出端依次為264MHz的24、12、 6、3和1次諧波端，其特征在于所述頻率合成部分由4個(gè)頻率選通器MUX和4個(gè)單邊帶混 頻器SSB Mixer構(gòu)成，其中選通器MUXl和MUX2的兩對輸入端分別接264MHz的3次和6次諧波端； 單邊帶混頻器SSB Mixerl輸入端接264MHz的1次諧波端和MUXl輸出端； 單邊帶混頻器SSB Mixer2輸入端接264MHz的1次諧波端和MUX2輸出端； 選通器MUX3輸入端接264MHz的1次諧波端、MUXl輸出端、SSB Mixerl輸出端和直流 DC端；選通器MUX4輸入端接264MHz的1次諧波端、MUX2輸出端、SSB Mixer2輸出端和直流 DC端；單邊帶混頻器SSB Mixerf輸入端接264MHz的24次諧波端和MUX3輸出端，其輸出端 為所述頻率對的上頻率端；單邊帶混頻器SSB Mixer4輸入端接264MHz的24次諧波端和MUX4輸出端，其輸出端 為所述頻率對的下頻率端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙載波頻率產(chǎn)生方法及其綜合器，用于產(chǎn)生一個(gè)頻率對，該頻率對屬于超寬帶6.2～8.3GHz八個(gè)子帶的中心頻率，并且子帶帶寬為264MHz。本發(fā)明由所述頻率對的中間頻率和所述頻率對之間的頻間距的一半值上下混頻得到一對頻率對；或是取Band#3子帶的中心頻率6336MHz作為固定的基準(zhǔn)頻率，分別取所述頻率對的上、下頻率與基準(zhǔn)頻率之間的頻間距和基準(zhǔn)頻率混頻，得到一對頻率對；應(yīng)用本發(fā)明的頻率綜合器中只包含一個(gè)鎖相環(huán)，并且鎖相環(huán)只需要提供一個(gè)固定頻率，鎖相環(huán)的除法器鏈路上只包括除2除法器和除3除法器；具有功耗低、性能佳、架構(gòu)簡潔等優(yōu)點(diǎn)，且頻譜規(guī)劃清晰，涵蓋整個(gè)在中國的特殊應(yīng)用頻率段以及雙載波頻率對。
文檔編號H04L27/00GK101909027SQ20091005245
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月3日
發(fā)明者任俊彥, 傅海鵬, 葉凡, 李寧, 李巍, 陳丹鳳, 陳云峰 申請人:復(fù)旦大學(xué)