[发明专利]一种基于毫米波压控振荡器的相控阵列发射芯片

说明书

本发明公开了一种基于毫米波压控振荡器的相控阵列发射芯片，属于毫米波发射芯片技术领域，包括电压信号输入端、压控振荡器、相位控制信号输入端、功率分配网络、若干个数字移项器、若干个功率放大器和若干个输出端；所述电压信号输入端与所述压控振荡器电连接，所述压控振荡器与功率分配网络电连接，所述功率分配网络与数字移项器电连接，每个数字移项器与一个功率放大器电连接，每个功率放大器与一个输出端电连接，所述数字移项器均与所述相位控制信号输入端电连接；本发明直接采用压控振荡器产生超带宽毫米波信号，架构更为简洁，减小了芯片面积，降低了芯片功耗。

技术领域

本发明涉及毫米波发射芯片技术领域，具体涉及一种基于毫米波压控振荡器的相控阵列发射芯片。

背景技术

由于低频更容易设计，因此现有的毫米波发射芯片为了得到超带宽毫米波信号，一般采用低频率源，倍频到高频发射的架构，例如要产生超带宽毫米波信号，其工作频段为72-80GHz，带宽为8GHz的信号，一般采用的方案为：采用低频源，其工作频段为18-20GHz，带宽为2GHz，再乘以4倍频得到该信号。由于低频源带宽为2GHz，很容易通过设计得到，但该种架构复杂，而现有的毫米波发射芯片也没有直接获得超带宽毫米波信号。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述问题，本发明提供了一种基于毫米波压控振荡器的相控阵列发射芯片。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于毫米波压控振荡器的相控阵列发射芯片，包括电压信号输入端、压控振荡器、相位控制信号输入端、功率分配网络、若干个数字移项器、若干个功率放大器和若干个输出端；所述电压信号输入端与所述压控振荡器电连接，所述压控振荡器与功率分配网络电连接，所述功率分配网络与数字移项器电连接，每个数字移项器与一个功率放大器电连接，每个功率放大器与一个输出端电连接，所述数字移项器均与所述相位控制信号输入端电连接。

进一步的，所述压控振荡器产生超宽带毫米波信号，所述压控振荡器为考毕兹压控振荡器，输出差分信号至功率分配网络。

进一步的，所述压控振荡器的具体电路如下：

电源VDD一端连接电源，所述电源VDD的另一端分别连接电感L1的一端、电阻Rd的一端和电感L4的一端，所述电感L1的另一端同时连接输出端VON的一端和晶体管M1的漏极，所述晶体管M1的栅极同时连接电感L2的一端、可变电容Vcap1的一端和电容C1的一端，所述晶体管M1的源极同时连接电容C1的另一端、电容C2的一端和电感L3的一端，所述电感L3的另一端同时连接电感L6的一端和地GND，所述电感L2的另一端同时连接所述电阻Rd的另一端和电感L5的一端；所述可变电容Vcap1的另一端同时连接电阻Rc的一端和可变电容Vcap2的一端，所述电阻Rc的另一端连接电压信号输入端Vcon；

所述电感L5的另一端同时连接可变电容Vcap2的另一端、电容C3的一端和晶体管M2的栅极，所述晶体管M2的漏极分别连接电感L4的另一端和输出端VOP的一端，所述晶体管M2的源极同时连接电容C3的另一端、电容C4的一端和电感L6的另一端，所述电容C4的另一端连接电容C2的另一端；

所述输出端VON的另一端和输出端VOP的另一端连接所述功率分配网络。

进一步的，所述压控振荡器的输出频率范围为75-82GHz，线性调频带宽为7GHz，调谐电压为0-1.5V，输出相位噪声在输出频率范围内为-94～96dBc/Hz@(1MHz)。

进一步的，还包括输出端MCC和输出端Vcoo，所述功率分配网络将所述压控振荡器的输出功率分配为五路，三路分别输出至三个功率放大器，一路通过输出端MCC连接外部芯片，一路通过输出端Vcoo连接外部芯片。

进一步的，所述功率分配网络的具体结构为：