[发明专利]一种X/Ku波段幅相控制收发芯片

说明书

本发明公开了一种X/Ku波段幅相控制收发芯片。该芯片包括数控衰减器、第一单刀双掷开关、第一～第三低增益放大器、第一～第三数控移相器、第二单刀双掷开关、单刀三掷开关、接收输入端、发射输出端和收发公共端；其中第一低增益放大器、第一数控移相器、第二低增益放大器、第二数控移相器、第三低增益放大器和第三数控移相器顺次级联，第一低增益放大器通过第一单刀双掷开关连接数控衰减器和单刀三掷开关的第二触点，第三数控移相器通过第二单刀双掷开关连接发射输出端和单刀三掷开关的第一触点；单刀三掷开关的第三触点连接50Ω到地，公共触点连接收发公共端。本发明提高了X/Ku波段的移相精度，集成度高、一致性好，整体性能指标优异。

技术领域

本发明属于微波毫米波幅相控制芯片技术领域，特别是一种X/Ku波段幅相控制收发芯片。

背景技术

有源相控阵因其能够快速实现对多个目标的识别、搜索、跟踪和反馈，具有高可靠性和机动性等特点，在电子侦查以及电子对抗中应用广泛。收发(T/R)组件作为相控阵系统的基本单元，直接影响相控阵系统的性能优劣，幅相控制电路是T/R组件的核心组成部分，所以幅相控制电路的研究极其重要和关键。

为了提高相控阵系统的作战精度，传统T/R组件通常选用6位数控移相器和6位数控衰减器来实现幅相控制功能，6位数控移相器由于自身电路的拓扑结构，通常插损都较大，特别是X/Ku波段，通常会有10dB左右插损，使得T/R组件在链路设计时无法做到最优，即同时兼顾噪声系数、输出P-1以及能耗；6位数控移相器虽然可以通过合理设计移相单元的连接顺序来改善移相精度，但是级联时带来的相互影响却始终无法避免。此外，采用独立的数控移相器和数控衰减器，装配较为复杂，不利于通道间的一致性保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在X/Ku波段的移相精度高、能耗低，具有高集成度、高一致性、整体性能指标优异的幅相控制收发芯片。

实现本发明目的的技术方案为：一种X/Ku波段幅相控制收发芯片，括数控衰减器、第一单刀双掷开关、第一低增益放大器、第一数控移相器、第二低增益放大器、第二数控移相器、第三低增益放大器、第三数控移相器、第二单刀双掷开关、单刀三掷开关、接收输入端、发射输出端和收发公共端；

所述的接收输入端同数控衰减器输入端连接，数控衰减器输出端同第一单刀双掷开关第一触点连接，第一单刀双掷开关公共端同第一低增益放大器输入端连接，第一低增益放大器输出端同第一数控移相器输入端连接，第一数控移相器输出端同第二低增益放大器输入端连接，第二低增益放大器输出端同第二数控移相器输入端连接，第二数控移相器输出端同第三低增益放大器输入端连接，第三低增益放大器输出端同第三数控移相器输入端连接，第三数控移相器输出端同第二单刀双掷开关公共端连接，第二单刀双掷开关第二触点同发射输出端连接，第二单刀双掷开关第一触点同单刀三掷开关第一触点连接，单刀三掷开关公共端同收发公共端连接，单刀三掷开关第二触点同第一单刀双掷开关第二触点连接，单刀三掷开关第三触点连接50Ω负载到地。

进一步地，所述的数控衰减器，有6位衰减位，按照8dB、4dB、1dB、0.5dB、2dB以及16dB顺序级联而成，每位衰减位均采用开关电阻法；其中0.5dB和1dB采用T型衰减结构，2dB、4dB和8dB采用对称的π型衰减结构，16dB采用两个8dB串联实现；

所述T型衰减结构的电路包括第一MOSFET M1和电阻R，具体如下：

第一MOSFET M1的漏极连接信号链路，源极通过电阻R连接到地，栅极连接第一控制电平Q1，当第一控制电平Q1为高电平时，信号链路并联电阻R到地，工作在衰减状态；当第一控制电平Q1为低电平时，信号链路同电阻R断开，工作在直通状态；

所述π型衰减结构的电路包括第二MOSFET M2、第三MOSFET M3、第四MOSFET M4、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，具体如下：