一种方向回溯天线的相位共轭电路设计方法

摘要

本发明公开了一种方向回溯天线的相位共轭电路设计方法，通过利用晶体管线性混频器为射频输入和本振信号提供混频，利用平衡结构去除混频结果中的同频干扰，利用带通滤波器去除混频结果中的高频干扰。本发明为无线传感器网络方向回溯天线提供了高精度的相位共轭电路设计方法，使得设计出来的电路结构简单、轻便，可应用于设计包括无线传感器网络在内的短距离无线通信的相位共轭电路的设计。

主权项

一种方向回溯天线的相位共轭电路设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，用晶体管线性混频器为射频输入和本振信号提供混频；步骤二，用平衡结构去除混频结果中的同频干扰；步骤三，用带通滤波器去除混频结果中的高频干扰；所述步骤一具体过程如下：过程一，从晶体管栅极输入本振信号v_LO(t)＝V_LOcos(ω_LOt)，以周期T＝2π/ω_LO调制漏‑源沟道电导，得到周期时变沟道电导波形的一般形式为$G_d\left(t\right)=g_0+g_{1}cos\left({\omega }_{LO}t\right)+\underset{n=2}{\overset{\infty }{\Sigma }}{g}_{n}cos({\mathrm{n\omega }}_{LO}t+{\phi }_n)---\left(1\right)$g₀和g₁分别是以ω_LO为基频时电导波形的直流分量大小和一次谐波系数，g_n和φ_n分别是以ω_LO为基频时电导波形的n次谐波系数和相位，n≥2；V_LO、ω_LO分别表示本振信号的幅度和频率；过程二，从晶体管源极输入射频信号v_RF(t)＝V_RFcos(ω_RFt+φ)与G_d(t)作用产生漏‑源极间电流为$\begin{array}{c}{i}_{ds}\left(t\right)=G_d\left(t\right)·v_{RF}\left(t\right)=g_0{V}_{RF}\cos ({\omega }_{RF}t+\phi )+g_1{V}_{RF}\cos \left({\omega }_{LO}t\right)\cos ({\omega }_{RF}t+\phi )\\ +\underset{n=2}{\overset{\infty }{\Sigma }}{g}_n{V}_{RF}\cos ({\mathrm{n\omega }}_{LO}t+{\phi }_n)\cos ({\omega }_{RF}t+\phi )\end{array}---\left(2\right)$利用频率条件ω_LO＝2ω_RF，漏‑源极间电流为$\begin{array}{c}{i}_{ds}\left(t\right)=g_0{V}_{RF}\cos ({\omega }_{RF}t+\phi )+g_1{V}_{RF}\cos ({\omega }_{RF}t-\phi )/2+g_1{V}_{RF}\cos (3{\omega }_{RF}t+\phi )/2\\ +\underset{n=2}{\overset{\infty }{\Sigma }}{g}_n{V}_{RF}\cos (2{\mathrm{n\omega }}_{RF}t+{\phi }_n)\cos ({\omega }_{RF}t+\phi )\end{array}---\left(3\right)$(3)式中右边第二项g₁V_RFcos(ω_RFt‑φ)/2与输入信号频率相同、初相位共轭，即为希望获得的相位共轭信号，右边第一项是同频干扰项，其他各项为高频干扰项；V_RF、ω_RF、Ф分别表示射频信号的幅度、频率和初相位。