[發明專利]一種基于毫米波壓控振蕩器的相控陣列發射芯片

有效

• 申請號: 202010054492.8
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111277280B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 龔亞軍
• 申請（專利權）人: 長沙瑞感電子科技有限公司
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 楊保剛

本發明公開了一種基于毫米波壓控振蕩器的相控陣列發射芯片，屬于毫米波發射芯片技術領域，包括電壓信號輸入端、壓控振蕩器、相位控制信號輸入端、功率分配網絡、若干個數字移項器、若干個功率放大器和若干個輸出端；所述電壓信號輸入端與所述壓控振蕩器電連接，所述壓控振蕩器與功率分配網絡電連接，所述功率分配網絡與數字移項器電連接，每個數字移項器與一個功率放大器電連接，每個功率放大器與一個輸出端電連接，所述數字移項器均與所述相位控制信號輸入端電連接；本發明直接采用壓控振蕩器產生超帶寬毫米波信號，架構更為簡潔，減小了芯片面積，降低了芯片功耗。

技術領域

本發明涉及毫米波發射芯片技術領域，具體涉及一種基于毫米波壓控振蕩器的相控陣列發射芯片。

背景技術

由于低頻更容易設計，因此現有的毫米波發射芯片為了得到超帶寬毫米波信號，一般采用低頻率源，倍頻到高頻發射的架構，例如要產生超帶寬毫米波信號，其工作頻段為72-80GHz，帶寬為8GHz的信號，一般采用的方案為：采用低頻源，其工作頻段為18-20GHz，帶寬為2GHz，再乘以4倍頻得到該信號。由于低頻源帶寬為2GHz，很容易通過設計得到，但該種架構復雜，而現有的毫米波發射芯片也沒有直接獲得超帶寬毫米波信號。

發明內容

本發明的目的在于：為了解決上述問題，本發明提供了一種基于毫米波壓控振蕩器的相控陣列發射芯片。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于毫米波壓控振蕩器的相控陣列發射芯片，包括電壓信號輸入端、壓控振蕩器、相位控制信號輸入端、功率分配網絡、若干個數字移項器、若干個功率放大器和若干個輸出端；所述電壓信號輸入端與所述壓控振蕩器電連接，所述壓控振蕩器與功率分配網絡電連接，所述功率分配網絡與數字移項器電連接，每個數字移項器與一個功率放大器電連接，每個功率放大器與一個輸出端電連接，所述數字移項器均與所述相位控制信號輸入端電連接。

進一步的，所述壓控振蕩器產生超寬帶毫米波信號，所述壓控振蕩器為考畢茲壓控振蕩器，輸出差分信號至功率分配網絡。

進一步的，所述壓控振蕩器的具體電路如下：

電源VDD一端連接電源，所述電源VDD的另一端分別連接電感L1的一端、電阻Rd的一端和電感L4的一端，所述電感L1的另一端同時連接輸出端VON的一端和晶體管M1的漏極，所述晶體管M1的柵極同時連接電感L2的一端、可變電容Vcap1的一端和電容C1的一端，所述晶體管M1的源極同時連接電容C1的另一端、電容C2的一端和電感L3的一端，所述電感L3的另一端同時連接電感L6的一端和地GND，所述電感L2的另一端同時連接所述電阻Rd的另一端和電感L5的一端；所述可變電容Vcap1的另一端同時連接電阻Rc的一端和可變電容Vcap2的一端，所述電阻Rc的另一端連接電壓信號輸入端Vcon；

所述電感L5的另一端同時連接可變電容Vcap2的另一端、電容C3的一端和晶體管M2的柵極，所述晶體管M2的漏極分別連接電感L4的另一端和輸出端VOP的一端，所述晶體管M2的源極同時連接電容C3的另一端、電容C4的一端和電感L6的另一端，所述電容C4的另一端連接電容C2的另一端；

所述輸出端VON的另一端和輸出端VOP的另一端連接所述功率分配網絡。

進一步的，所述壓控振蕩器的輸出頻率范圍為75-82GHz，線性調頻帶寬為7GHz，調諧電壓為0-1.5V，輸出相位噪聲在輸出頻率范圍內為-94～96dBc/Hz@(1MHz)。

進一步的，還包括輸出端MCC和輸出端Vcoo，所述功率分配網絡將所述壓控振蕩器的輸出功率分配為五路，三路分別輸出至三個功率放大器，一路通過輸出端MCC連接外部芯片，一路通過輸出端Vcoo連接外部芯片。

進一步的，所述功率分配網絡的具體結構為：