[發(fā)明專利]一種6-18GHz的幅相控制多功能芯片

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811150111.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109239673A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪大海;陳坤;王洪林;笪林榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州海科電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發(fā)明公開(kāi)了一種6?18GHz多功能芯片，包括第一單刀雙擲開(kāi)關(guān)、數(shù)控衰減器、第一驅(qū)動(dòng)放大器、數(shù)控移相器、第二驅(qū)動(dòng)放大器、第二單刀雙擲開(kāi)關(guān)、第三單刀雙擲開(kāi)關(guān)、接收輸入端、發(fā)射輸出端和收發(fā)公共端；其中數(shù)控衰減器、第一驅(qū)動(dòng)放大器、數(shù)控移相器和第二驅(qū)動(dòng)放大器順次級(jí)聯(lián)，數(shù)控衰減器連接第一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的公共觸點(diǎn)，第二驅(qū)動(dòng)放大器連接第二單刀雙擲開(kāi)關(guān)的公共觸點(diǎn)；第一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第一觸點(diǎn)連接接收輸入端，第二觸點(diǎn)連接第三單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第二觸點(diǎn)；第二單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第二觸連接同發(fā)射輸出端，第一觸點(diǎn)連接第三單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第一觸點(diǎn)；第三單刀雙擲開(kāi)關(guān)的公共觸點(diǎn)連接收發(fā)公共端。本發(fā)明具有集成度高、裝配簡(jiǎn)單、一致性好的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波毫米波幅相控制芯片技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種6-18GHz的幅相控制多功能芯片。

背景技術(shù)

隨著有源相控陣?yán)走_(dá)在電子偵查以及電子對(duì)抗中的廣泛應(yīng)用，收發(fā)(T/R)組件作為相控陣技術(shù)的核心部分，決定了整個(gè)相控陣系統(tǒng)是否達(dá)標(biāo)。典型的相控陣是利用電子計(jì)算機(jī)控制移相器，改變天線孔徑上的相位分布，來(lái)實(shí)現(xiàn)波束在空間掃描，由于該工作機(jī)制，幅相控制是T/R組件的重要組成部分。

傳統(tǒng)的T/R組件中仍采用獨(dú)立的數(shù)控移相器和數(shù)控衰減器來(lái)實(shí)現(xiàn)幅相控制功能，這種方法一方面裝配較為復(fù)雜，另一方面額外的裝配不利于數(shù)控移相器和數(shù)控衰減器的一致性，直接影響了整個(gè)T/R組件的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種同時(shí)集成數(shù)控移相、數(shù)控衰減、放大以及收發(fā)切換功能的6-18GHz的幅相控制多功能芯片，從而減輕T/R組件批產(chǎn)時(shí)的裝配工作量，提高芯片的可靠性和一致性。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的技術(shù)方案為：一種6-18GHz的幅相控制多功能芯片，包括第一單刀雙擲開(kāi)關(guān)、數(shù)控衰減器、第一驅(qū)動(dòng)放大器、數(shù)控移相器、第二驅(qū)動(dòng)放大器、第二單刀雙擲開(kāi)關(guān)、第三單刀雙擲開(kāi)關(guān)、接收輸入端、發(fā)射輸出端和收發(fā)公共端；

所述接收輸入端與第一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第一觸點(diǎn)連接，第一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的公共觸點(diǎn)與數(shù)控衰減器的輸入端連接；數(shù)控衰減器的輸出端與第一驅(qū)動(dòng)放大器的輸入端連接，第一驅(qū)動(dòng)放大器的輸出端與數(shù)控移相器的輸入端連接；數(shù)控移相器的輸出端與第二驅(qū)動(dòng)放大器的輸入端連接，第二驅(qū)動(dòng)放大器的輸出端與第二單刀雙擲開(kāi)關(guān)的公共觸點(diǎn)連接；第二單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第二觸點(diǎn)與發(fā)射輸出端連接，第二單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第一觸點(diǎn)與第三單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；第三單刀雙擲開(kāi)關(guān)的公共觸點(diǎn)與收發(fā)公共端連接，第三單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第二觸點(diǎn)與第一單刀雙擲開(kāi)關(guān)的第二觸點(diǎn)連接。

進(jìn)一步地，所述第一單刀雙擲開(kāi)關(guān)、第二單刀雙擲開(kāi)關(guān)和第三單刀雙擲開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)相同，均采用4個(gè)N溝道MOSFET進(jìn)行串并級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的通斷控制，具體為：

第一MOSFET的漏極與第二MOSFET的漏極連接且該連接點(diǎn)為公共觸點(diǎn)，第一MOSFET的源極一方面連接第二觸點(diǎn)、另一方面連接第三MOSFET的漏極，第三MOSFET的源極接地；第二MOSFET的源極一方面連接第一觸點(diǎn)、另一方面連接第四MOSFET的漏極，第四MOSFET的源極接地；

第一MOSFET、第四MOSFET的柵極電壓為Vg1，第二MOSFET、第三MOSFET的柵極電壓為Vg2，Vg1和Vg2是互為反相的控制電平，Vg1為高電平，Vg2為低電平時(shí)，第二觸點(diǎn)打開(kāi)；相反地，Vg1為低電平，Vg2為高電平時(shí)，第一觸點(diǎn)打開(kāi)。

進(jìn)一步地，所述數(shù)控衰減器采用開(kāi)關(guān)電阻法，有6位數(shù)控衰減位，分別是0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB和16dB；其中0.5dB和1dB采用T型衰減結(jié)構(gòu)，2dB、4dB和8dB采用π型衰減結(jié)構(gòu)，16dB采用兩個(gè)π型衰減結(jié)構(gòu)串聯(lián)實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，所述第一驅(qū)動(dòng)放大器和第二驅(qū)動(dòng)放大器采用相同結(jié)構(gòu)，均采用兩級(jí)放大器級(jí)聯(lián)，第一級(jí)放大器采用最佳噪聲匹配，并在源端引入串聯(lián)電感，使得噪聲匹配和輸入駐波匹配接近；第二級(jí)放大器采用LRC并聯(lián)負(fù)反饋結(jié)構(gòu)；