[发明专利]一种用于雷达系统的宽带功率放大器芯片及放大器

说明书

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，具体涉及一种用于雷达系统的宽带功率放大器芯片及放大器。

背景技术

现有技术中，随着现代通信技术的迅速发展，3G成为主流，4G已开始使用，5G正在加紧研发。射频集成功率放大器是实现射频前端的重要组成部分。当下，电信运营商采用了不同的无线通信系统，不同的无线通信系统使用的频率和工作模式要求不同。高功率宽带单片集成射频功率放大器芯片应运而生。

现有集成射频功率放大器芯片常采用CMOS、SiGe BiCMOS、GaAs工艺。CMOS工艺成本最低，但因其低的击穿电压和热载流子效应很难制造出高效率和高功率的集成射频功率放大器。GaAs工艺性能最好，但是制造成本昂贵。SiGe BiCMOS工艺与CMOS工艺完全兼容，而且具有较高击穿电压和截止频率而越来越受到重视。常用线性化技术包括预失真、自适应偏置等。自适应偏置技术因其结构简单，提高线性度明显，功耗低等特点被普遍采用。补偿射频功率放大器的am-pm调制技术能进一步提高功率放大器的线性度。

现有集成射频功率放大器芯片工作在AB类状态，兼顾效率和线性度。单片集成射频功率放大器芯片电路结构有采用单级电路结构的，也有多级电路结构的，两级电路结构最为常见。单片集成射频功率放大器芯片普遍存在的问题是线性度不够高和功耗较大。

现有集成射频功率放大器芯片在工作带宽上，有窄带、宽带、超宽带之分。随着器件性能的提升，单片集成射频功率放大器工作的频带越来越宽，输出功率和效率越来越高。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种全集成、高线性度、宽频带、低成本、小型化的射频功率放大器芯片。使用SiGe BiCMOS工艺设计的宽带射频功率放大器芯片解决了普遍存在的问题是线性度不够高。获得了高线性度和更好地兼顾不同电信运营商的无线通信频段。本发明提供的宽带功率放大器属于全集成单片芯片，提高了输出功率，可以广泛应用于雷达、通信、WLAN等领域。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种用于雷达系统的宽带功率放大器芯片，所述芯片包括芯片衬底，所述芯片衬底上串联连接第一放大电路和第二放大电路，所述芯片衬底设有按照顺序设置的第一芯片工作电压接口、微动射频开关、第一副控接口、控制信号输入端口、恒定电压接口、第一放大电路开关、第二芯片工作电压接口、第一放大电路输入接口、第一放大电路地线接口、第一放大电路输出接口、第二放大电路地线接口、第二放大电路输入接口、第二副控接口、第二放大电路输出接口、总副控开关和第二放大电路开关。

进一步地，所述芯片设有自适应偏置电路和负反馈电路。

进一步地，所述自适应偏置电路包括按照顺序串联连接的偏置电阻、第六三极管、第四三极管和第五三极管，第四电阻一端与第二芯片工作电压接口连接，所述第四电阻的另一端与偏置电容连接，所述第四电阻和偏置电容之间与所述第六三极管基极连接。

进一步地，所述负反馈电路包括串联连接的负反馈电阻、负反馈回路晶体管和隔直电容,所述隔直电容与第二三极管的集电极连接，所述负反馈回路晶体管的基极按顺序与第五电阻和单线协议接口串联连接，所述负反馈电阻与功率输入端口连接。

进一步地，所述第一放大电路输入接口与第一应用电路连接，所述第二放大电路输出接口与第二应用电路连接，所述第一放大电路输出接口和第二放大电路输入接口分别连接第三应用电路的输入端和输出端。

进一步地，所述第一应用电路包括顺序串联连接的第一应用电路信号输入端口、第一应用电路的第一振荡线圈、第一应用电路的第一电容、第一应用电路的第二电容和所述第一放大电路输入接口，所述第一应用电路的第一电容和第一应用电路的第二电容之间连接接地的第一应用电路的第二振荡线圈。

进一步地，所述第二应用电路包括与所述第二放大电路输出接口串联连接的第二应用电路的第一电容、第二应用电路的第二电容、第二应用电路的第二振荡线圈和第二应用电路信号输出端口；所述第二放大电路输出接口和第二应用电路的第一电容之间连接有由第二应用电路的第一振荡线圈和第二应用电路的第三电容构成的振荡电路；所述第二应用电路的第一电容和第二应用电路的第二电容之间连接有接地的第二应用电路的第三振荡线圈。