[发明专利]一种匹配网络可重构的多功能功率放大器和雷达系统

说明书

本发明涉及一种匹配网络可重构的多功能功率放大器及雷达系统，其中匹配网络可重构的多功能功率放大器包括：发射功率放大器模块、输出级可重构匹配网络模块以及供电控制模块。供电控制模块用于在发射状态时控制：发射功率放大器模块偏置上电，输出级可重构匹配网络模块重构为发射信号输出匹配网络；供电控制模块用于在接收状态时控制：发射功率放大器模块偏置掉电，输出级可重构匹配网络模块重构为接收信号传输网络。本发明通过对功率放大器末级匹配网络进行可重构设计，使其同时具备发射和接收功能，省去传统射频收发组件中的环形器或单刀双掷射频收发开关，提高了芯片集成度，减少了组件元器件数量，同时提高了系统性能。

技术领域

本发明涉及半导体微波集成电路技术领域，尤其涉及一种匹配网络可重构的多功能功率放大器及采用该匹配网络可重构的多功能功率放大器的雷达系统。

背景技术

在传统雷达系统的射频收发组件中，射频前端常常使用环形器连接发射功率放大器PA和接收前端器件（限幅器LIM和/或接收低噪声放大器LNA），用来进行射频收发的切换。如图1所示，为现有射频收发组件的环形器收发切换实施例的原理图，其中通过第一环形器Cir1和第二环形器Cir2为发射射频信号和接收射频信号提供不同的传输路径。请参阅图2，为现有射频收发组件的单刀双掷射频收发开关收发切换实施例的原理图。在该方案中，将环形器替换为单刀双掷射频收发开关K1。图1和图2中TX为雷达系统的射频输入端，RX为雷达系统的射频信号接收端，COM为射频信号收发公共端。

由于环形器一般由铁氧体材料制成，体积和重量都较大，无法和射频前端芯片集成，随着射频收发组件对系统集成度和重量要求的提高，环形器的应用逐渐受到限制，需要找到一种具有高集成度和高性能的解决方案。单刀双掷射频收发开关的缺点为集成度低，面积较大，虽然有些可以和芯片集成，但损耗较大，影响系统整体性能，降低了收发组件的整体效率。

因此，随着射频收发系统集成度和对系统性能要求的日益提高，传统射频收发组件中的环形器或单刀双掷开关方案已渐渐不能满足系统体积、重量、集成度、射频性能等方面的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有射频收发组件中的环形器或单刀双掷开关方案的集成度低或者损耗大的缺陷，提供一种匹配网络可重构的多功能功率放大器及采用该匹配网络可重构的多功能功率放大器的雷达系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种匹配网络可重构的多功能功率放大器，包括：发射功率放大器模块、输出级可重构匹配网络模块以及供电控制模块；

所述发射功率放大器模块的输入端与多功能功率放大器的射频输入端连接，用于对待发射的射频信号进行放大后输出；所述输出级可重构匹配网络模块具有输入端、输出端和公共端，分别连接至所述发射功率放大器模块的输出端、多功能功率放大器的射频信号接收端和射频信号收发公共端；所述供电控制模块与所述发射功率放大器模块和输出级可重构匹配网络模块连接；

所述供电控制模块用于在发射状态时发送信号控制各个模块工作在以下状态：所述发射功率放大器模块偏置上电，所述输出级可重构匹配网络模块重构为发射信号输出匹配网络，使待发射的射频信号输入到所述发射功率放大器模块放大后，再由发射信号输出匹配网络传输至射频信号收发公共端输出；

所述供电控制模块用于在接收状态时发送信号控制各个模块工作在以下状态：所述发射功率放大器模块偏置掉电，所述输出级可重构匹配网络模块重构为接收信号传输网络，使接收的射频信号经过所述射频信号收发公共端输入到所述接收信号传输网络后，再通过所述多功能功率放大器的射频信号接收端输出。

在根据本发明所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器中，优选地，所述输出级可重构匹配网络模块包括发射信号输出匹配单元、接收信号传输单元和匹配网络重构单元；

所述发射信号输出匹配单元的输入端与所述发射功率放大器模块的输出端连接；