本發(fā)明屬微電子，涉及一種射頻接收器，特別是涉及一種射頻接收器及射頻接收方法。

背景技術(shù)：

1、超寬帶(uwb，ultra-wideband)是一種無線通信技術(shù)，利用3～10ghz的頻段，采用時域脈沖通信方式，它不采用正弦載波，而是利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。uwb技術(shù)具有系統(tǒng)復(fù)雜度低，發(fā)射信號功率譜密度低，對信道衰落不敏感，截獲能力低，定位精度高等優(yōu)點，uwb在傳輸速度、空間定位和功耗性能上都優(yōu)于wifi和bluetooth等傳統(tǒng)的窄帶通信技術(shù)，它被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和汽車領(lǐng)域，實現(xiàn)無線傳感和空間感知的應(yīng)用，尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入。

2、由于uwb的脈沖通信特點，其占用帶寬遠高于傳統(tǒng)短距離通信方式。因此，在射頻信號接收端的設(shè)計上，需要同時滿足高帶寬、帶內(nèi)線性延時、實時響應(yīng)快、低成本和低功耗的要求。但現(xiàn)有技術(shù)中，uwb射頻接收器一般需要引入高頻寬帶混頻器，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗大、帶內(nèi)相移不等的問題，難以滿足uwb射頻信號接收的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種射頻接收器及射頻接收方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、延時高和功耗大的技術(shù)問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種射頻接收器，包括：

3、依次連接的天線模塊、電荷采樣模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述電荷采樣模塊還與時鐘信號驅(qū)動模塊連接：

4、所述天線模塊，用于獲取射頻信號；

5、所述時鐘信號驅(qū)動模塊，用于產(chǎn)生時鐘信號，并將所述時鐘信號輸入至所述電荷采樣模塊進行驅(qū)動；

6、所述電荷采樣模塊，包括至少一個電荷采樣濾波器，用于在所述時鐘信號的驅(qū)動下，對所述射頻信號進行時域上的濾波和直接采樣，以輸出采樣結(jié)果；

7、所述信號轉(zhuǎn)換模塊，用于對所述采樣結(jié)果進行轉(zhuǎn)換，以獲取轉(zhuǎn)換后的結(jié)果作為射頻接收結(jié)果。

8、于本發(fā)明的一實施例中，所述電荷采樣濾波器包括：

9、時鐘延時鏈單元，用于基于所述時鐘信號生成對應(yīng)的多個小信號，相鄰兩個所述小信號之間的相位差為預(yù)設(shè)延時量；

10、加權(quán)單元，與所述時鐘延時鏈單元連接，用于根據(jù)所述多個小信號生成所述多個小信號的加權(quán)和，以作為偏置信號；

11、采樣單元，基于所述偏置信號對所述射頻信號進行加權(quán)并生成對應(yīng)的電流，將所述電流積累在預(yù)設(shè)電容上，以所述預(yù)設(shè)電容保持的電壓作為采樣結(jié)果。

12、于本發(fā)明的一實施例中，所述預(yù)設(shè)延時量與所述射頻信號中時域數(shù)位的寬度相對應(yīng)。

13、于本發(fā)明的一實施例中，所述加權(quán)單元包括xor門和晶體管集合；

14、所述xor門包括多個輸入端，每個所述輸入端用于根據(jù)一個所述小信號生成一個對應(yīng)的控制信號；

15、所述晶體管集合包括多個pmos晶體管和多個nmos晶體管，每個所述輸入端均分別與一個pmos晶體管和一個nmos晶體管連接。

16、于本發(fā)明的一實施例中，所述輸入端的數(shù)量為至少三個。

17、于本發(fā)明的一實施例中，所述天線模塊和電荷采樣模塊之間還包括低噪聲放大模塊，

18、所述低噪聲放大模塊，用于將所述天線模塊獲取的射頻信號進行放大，并將放大后的射頻信號輸入至所述電荷采樣模塊。

19、于本發(fā)明的一實施例中，所述信號轉(zhuǎn)換模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和基帶處理單元，

20、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于將接收到的采樣結(jié)果轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

21、所述基帶處理單元，用于對數(shù)字信號進行基帶運算，并獲取基帶運算后的結(jié)果作為射頻接收結(jié)果。

22、第二方面，本發(fā)明還提供一種基于如上所述射頻接收器的射頻接收方法，包括：

23、獲取射頻信號；

24、產(chǎn)生時鐘信號，并將所述時鐘信號輸入至電荷采樣模塊；

25、利用電荷采樣模塊，基于所述時鐘信號的驅(qū)動對所述射頻信號進行時域上的濾波和直接采樣，以輸出采樣結(jié)果；

26、利用信號轉(zhuǎn)換模塊，對所述采樣結(jié)果進行轉(zhuǎn)換，以獲取轉(zhuǎn)換后的結(jié)果作為射頻接收結(jié)果。

27、于本發(fā)明的一實施例中，利用電荷采樣模塊，基于所述時鐘信號的驅(qū)動對所述射頻信號進行時域上的濾波和直接采樣，以輸出采樣結(jié)果包括：

28、基于所述時鐘信號生成對應(yīng)的多個小信號，相鄰兩個所述小信號之間的相位差為預(yù)設(shè)延時量；

29、根據(jù)所述多個小信號生成所述多個小信號的加權(quán)和，以作為偏置信號；

30、基于所述偏置信號對所述射頻信號進行加權(quán)并生成對應(yīng)的電流，將所述電流積累在預(yù)設(shè)電容上，以所述電容保持的電壓作為采樣結(jié)果。

31、如上所述，本發(fā)明所述的射頻接收器及射頻接收方法，具有以下有益效果：

32、1、本發(fā)明基于時鐘信號驅(qū)動電荷采樣濾波器，對射頻信號的處理具有線性相位延時特性，從而使得本發(fā)明實施例的射頻接收器相比現(xiàn)有技術(shù)而言，能更好的保持射頻信號在時間處理上的完整性和降低射頻接收延時。

33、2、本發(fā)明采用電荷積累的方式，避免了混頻器的設(shè)計引入的復(fù)雜性，同時高頻的射頻信號直接被采樣到電容上，可以直接被adc采用，顯著降低后續(xù)adc的實現(xiàn)難度，有利于降低adc的功耗和簡化其結(jié)構(gòu)。

34、3、本發(fā)明利用深亞微米工藝中mos管的高速開關(guān)能力，用時鐘延時的方式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)fir濾波器中的同步延時(clocked)電路，可以實現(xiàn)更低的電壓和功耗和更精確的時間延時的控制。

技術(shù)特征：

1.一種射頻接收器，其特征在于，包括依次連接的天線模塊、電荷采樣模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述電荷采樣模塊還與時鐘信號驅(qū)動模塊連接：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻接收器，其特征在于，所述電荷采樣濾波器包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻接收器，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻接收器，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻接收器，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻接收器，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻接收器，其特征在于，

8.一種基于權(quán)利要求1-7中任一項所述射頻接收器的射頻接收方法，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的射頻接收方法，其特征在于，利用電荷采樣模塊，基于所述時鐘信號的驅(qū)動對所述射頻信號進行時域上的濾波和直接采樣，以輸出采樣結(jié)果包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種射頻接收器及射頻接收方法，其中射頻接收器包括依次連接的天線模塊、電荷采樣模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，電荷采樣模塊還與時鐘信號驅(qū)動模塊連接：天線模塊，用于獲取射頻信號；時鐘信號驅(qū)動模塊，用于產(chǎn)生時鐘信號，并將時鐘信號輸入至電荷采樣模塊進行驅(qū)動；電荷采樣模塊，包括至少一個電荷采樣濾波器，用于在時鐘信號的驅(qū)動下，對射頻信號進行時域上的濾波和直接采樣，以輸出采樣結(jié)果；信號轉(zhuǎn)換模塊，用于對采樣結(jié)果進行轉(zhuǎn)換，以獲取轉(zhuǎn)換后的結(jié)果作為射頻接收結(jié)果。本發(fā)明可以更好的保持射頻信號在時間處理上的完整性和降低射頻接收延時。

技術(shù)研發(fā)人員：許剛,王玨,張陽,廖一帆,匡亞洲,袁雨,朱旭輪
受保護的技術(shù)使用者：四川巨微集成電路有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18