[發(fā)明專利]一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011228205.7 | 申請日: | 2020-11-06 |
| 公開(公告)號: | CN112311340A | 公開(公告)日: | 2021-02-02 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 王龍;向渝 | 申請(專利權(quán))人: | 南京邁矽科微電子科技有限公司 |
| 主分類號: | H03F3/20 | 分類號: | H03F3/20;H03G3/30 |
| 代理公司: | 南京睿之博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32296 | 代理人: | 劉菊蘭 |
| 地址: | 211100 江蘇省*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 基于 開關(guān) 電容 陣列 調(diào)控 毫米波 可變 增益 功率放大器 | ||
本發(fā)明公開了一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器,包括依次連接的信號輸入端、極間匹配變壓器、差分放大電路和巴倫;極間匹配變壓器實現(xiàn)毫米波可變增益功率放大器的輸入信號與差分放大電路的輸入信號之間的阻抗匹配;差分放大電路包括一對電路結(jié)構(gòu)一致的放大單元,每個放大單元包括共射共基放大電路、相位補(bǔ)償電感和開關(guān)電容陣列,共射共基放大電路中間串聯(lián)相位補(bǔ)償電感,其共基級連接開關(guān)電容陣列;巴倫將差分放大電路的差分輸出信號轉(zhuǎn)為單端輸出。本發(fā)明通過在差分放大電路中補(bǔ)充開關(guān)電容陣列,實現(xiàn)毫米波可變增益功率放大器在增益變化情況下保持高線性度的目標(biāo)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及毫米波技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器。
背景技術(shù)
為了適應(yīng)下一代無線移動通信系統(tǒng)對高數(shù)據(jù)吞吐量要求,第五代移動通信(5G)工作頻段向著更高頻段拓展。目前,5G低頻段在我國已經(jīng)開始商用。而諸如n257(26.5~29.5GHz)、n258(24.25~27.5GHz)的毫米波頻段具有帶寬大、頻譜干凈、干擾小等特點,作為5G的后續(xù)擴(kuò)展頻段。在我國5G的毫米波頻譜已經(jīng)批準(zhǔn)了24.75~27.5G和37~42.5GHz作為實驗頻段。
目前5G毫米波商用的混合多波束架構(gòu)中,要求射頻收發(fā)前端同時具備增益和相位可變功能。而通常在毫米波頻段,有源可變增益放大器難以避免線性度隨增益變化而惡化以及相位波動的問題。而無源衰減器帶來的損耗又需要鏈路中增加放大器進(jìn)行彌補(bǔ),從而導(dǎo)致鏈路復(fù)雜度提高、尺寸變大以及芯片版圖布局的困難。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)目的:針對現(xiàn)有技術(shù)中毫米波頻段有源可變增益放大器中線性度隨增益變化而惡化以及相位波動的問題,本發(fā)明公開了一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器,通過在差分放大電路中補(bǔ)充開關(guān)電容陣列,實現(xiàn)毫米波可變增益功率放大器在增益變化情況下保持高線性度的目標(biāo)。
技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
一種基于開關(guān)電容陣列調(diào)控的毫米波可變增益功率放大器,包括依次連接的信號輸入端、極間匹配變壓器、差分放大電路和巴倫;
信號輸入端的輸入為所述毫米波可變增益功率放大器的輸入信號,用于將該輸入信號傳輸至極間匹配變壓器;
極間匹配變壓器用于實現(xiàn)所述毫米波可變增益功率放大器的輸入信號與差分放大電路的輸入信號之間的阻抗匹配,極間匹配變壓器的輸出信號為差分放大電路的輸入信號;
差分放大電路包括一對電路結(jié)構(gòu)一致的放大單元,所述一對放大單元的輸入端分別連接極間匹配變壓器的輸出信號,所述一對放大單元的輸出端為巴倫提供差分輸出信號;每個放大單元包括共射共基放大電路、相位補(bǔ)償電感和開關(guān)電容陣列;在每個放大單元中,共射共基放大電路的輸入端為極間匹配變壓器的輸出信號的一端,共射共基放大電路的輸出端為差分輸出信號的一端,共射共基放大電路中間串聯(lián)相位補(bǔ)償電感,共射共基放大電路的共基極連接開關(guān)電容陣列;
巴倫用于將差分放大電路的差分輸出信號轉(zhuǎn)為單端輸出,巴倫的單端輸出信號為所述毫米波可變增益功率放大器的輸出信號。
優(yōu)選地,所述每個開關(guān)電容陣列包括若干組開關(guān)電容單元并聯(lián)構(gòu)成,所述每組開關(guān)電容單元包括三極管、電阻和電容,三極管的柵極通過電阻接電壓信號,三極管的集電極接地,三極管的發(fā)射極通過電容與共射共基放大電路的共基極連接。
優(yōu)選地,所述三極管為NPN型三極管,電壓信號通過高電平打開NPN型三極管開關(guān),電壓信號通過低電平關(guān)斷NPN型三極管開關(guān)。
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