При разработке широкополосного формирователя квадратурных сигналов с использованием SiGe-БиКМОП-технологии наиболее трудно решаются задачи линейности и широкополосного согласования. В широкой полосе частот квадратурный сигнал формируется с помощью полифазного фильтра или цифрового D-триггера. Применение только одного метода формирования является невозможным из-за ограничивающих особенностей электронно-компонентной базы SiGe-БиКМОП-технологии. В работе предложена структура, которая позволяет методом разделения рабочей полосы частот разработать широкополосный формирователь квадратурных сигналов с диапазоном рабочей частоты от 10 МГц до 6 ГГц. На частотах от 1 до 6 ГГц квадратурный сигнал формируется с применением полифазного фильтра, а на частотах менее 1 ГГц - делителя частоты. Использование метода разделения рабочей полосы частот позволило получить следующие характеристики формирователя квадратурных сигналов: разность амплитуд квадратурных сигналов менее 0,3 дБ; коэффициент стоячей волны менее 1,6 во всем диапазоне частот; коэффициент передачи не менее -2 дБ при мощности гетеродина 0 дБм; на частоте 6 ГГц P1дБ не менее 3 дБм. Экспериментальные результаты хорошо согласуются с данными моделирования.
1. Kaukovuori J. Analysis and design of passive polyphase filters // IEEE Transactions on Circuits and Systems. 2008. Vol. 55. No. 10. P. 3023–3037.
2. Park J.S., Wang H.A. Transformer-based poly-phase network for ultra-broadband quadrature signal generation // School of Electrical and Computer Engineering (Georgia Tech, Atlanta). 2015. Vol. 63. No. 12. P. 4444–4457.
3. Huizhen J., Yiyang S., Jie Z., Hun L. A 20–32-GHz quadrature digital transmitter using synthesized impedance var-iation compensation // IEEE Journal of Solid-State Circuits. 2020. Vol. 55. No.5. P. 1297–1309.
4. 9-GHz wideband CMOS RX and TX front-ends for universal radio applications / S. Hampel, O.Schmitz, M.Tiebout et al. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2012. Vol. 60. No. 2. P. 1105–1116.
5. Chung-Yun C. The design of wideband and low-power CMOS active polyphase filter and its application in RF dou-ble-quadrature receivers // IEEE Transactions on Circuits and Systems. 2005. Vol. 52. No.5. P. 825–833.
6. Frounchi M. A low-loss broadband quadrature signal generation network for high image rejection at millimeter-wave frequencies// IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2018. Vol. 66. No. 12. P. 5336–5346.
7. Wide locking-range frequency multiplier by 1.5 employing quadrature injection-locked frequency tripler with
embedded notch filtering / S. Saebyeok et al. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2019. Vol. 67. No.12. P. 4791–4802.
8. Kalcher M., Gruber D. 1-3-GHz self-aligned open-loop local quadrature phase generator with phase error below 0.4° // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2020. Vol. 68. No.8. P. 3510–3518.
9. Yatao P., Li-jun Z., Jun F., Yudong W.Analysis and design of a broadband SiGe HBT image-reject mixer integrating quadrature signal generator // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2016. Vol. 64. No. 3.
P. 688–698.