[發明專利]一種高性能大功率低噪聲TR芯片

有效

• 申請號: 202110854865.4
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113659947B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 黃楊;羅力偉;王祁鈺;楊柯
• 申請（專利權）人: 四川益豐電子科技有限公司
• 主分類號: H03F3/68
• 分類號: H03F3/68;H03F1/56
• 代理公司: 成都為知盾專利代理事務所(特殊普通合伙) 51267
• 代理人: 李漢強

本發明公開了一種高性能大功率低噪聲TR芯片，屬于無線通信技術領域，針對現有技術中缺少一種以滿足Ka波段高功率、高效率、寬帶高增益、低駐波、小型化應用場景下保持高性能的功率放大器芯片，以及缺少滿足滿足接收端低功耗、低噪聲、高靈敏度和高性能低噪聲放大器芯片。本發明提出了通過三級放大電路的10W放大器和通過四級放大的低噪聲放大器，并同時將10W發射功率放大器和接收低噪聲放大器集成在一個TR芯片上。以達到實現Ka波段高功率、高效率、寬帶高增益、低駐波、小型化應用場景下保持高性能的10W放大器芯片，同時滿足接收端低功耗、低噪聲、高靈敏度和高性能低噪聲放大器芯片。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種高性能大功率低噪聲TR芯片。

背景技術

繼硅（Si）、砷化鎵（GaAs）之后，具有優良高溫、高壓、高頻特性的氮化鎵（GaN）材料被稱為第三代半導體的代表，以其為材料基礎的器件及電路已成為目前國際上研究的熱點和重點，GaN具有材料寬間隙、電子飽和速率高、擊穿場強大、耐高溫、耐高壓等特點，在無線通信技術領域具有至關重要的意義。根據頻率劃分，微波由于波長短、頻帶寬和它自身特殊的大氣傳播特性，使得微波在雷達系統中得到了廣泛的應用，從而推動微波收發組件的快速發展，而功率放大器是收發組件中最為關鍵的組成部分，其輸出功率、效率以及帶寬等性能指標直接影響了整個收發組件的性能。目前，微波單片集成電路已成為當前各種高科技領域的重點發展方向，因此研究該頻段的功率放大器芯片及低噪聲放大器變得尤為重要。

現有技術中，對于微波的雷達發射系統，發射端需要提供足夠大的發射功率，由于發射系統中采用多個功率放大器芯片進行功率合成以此來提供足夠的發射功率，因此單個功率放大器芯片具有較高的功率、效率和優秀的性能可以有效降低芯片個數，降低成本，減少功耗，保證工作的穩定性。隨著無線通信的發展，Ka波段系統得到了廣泛的應用，如汽車防撞雷達、測試雷達等等。但是Ka波段系統的成本較高，國內成熟的產品也不多。但是，隨著技術的發展尤其是MMIC芯片的發展,Ka波段系統的成本將會大大降低。目前，Ka波段微波單片集成電路已成為當前各種高科技領域的重點發展方向，并且隨著5G通信技術的發展，微波通信頻段一部分在未來會進入民用范疇，因此對于研究該頻段的TX芯片變得尤為重要。

因此，現有技術缺少一種以滿足Ka波段高功率、高效率、寬帶高增益、低駐波、小型化應用場景下保持高性能的功率放大器芯片，以及缺少滿足滿足接收端低功耗、低噪聲、高靈敏度和高性能低噪聲放大器芯片。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明提出了一種高性能大功率低噪聲TR芯片，其目的為：提供一種以滿足Ka波段高功率、高效率、寬帶高增益、低駐波、小型化應用場景下保持高性能的10W放大器芯片，同時滿足接收端低功耗、低噪聲、高靈敏度和高性能低噪聲放大器，同時將Ka波段10W放大器芯片和K波段低噪聲放大器集成在同一芯片上。

為實現上述目的本發明所采用的技術方案是：提供一種高性能大功率低噪聲TR芯片，包括10W放大器和低噪聲放大器，所述10W放大器的電路用于功放射頻信號的輸入和輸出，所述10W放大器通過三級放大電路且依次相連，構成信號通道，所述10W放大器為兩部分電路結構和元器件值完全相同的對稱電路，功放射頻信號進入10W放大器后均分為兩路，通過兩部分對稱電路放大后在射頻輸出端功率合成輸出，實現對功放射頻信號功率的放大；

所述低噪聲放大器的電路用于低噪聲射頻信號的輸入和輸出，所述低噪聲放大器通過四級放大器依次相連，實現對低噪聲射頻信號功率的放大。