一种7模式增益和输出功率可控的K波段功率放大器制造技术

本发明专利技术涉及毫米波无线通信技术，具体涉及一种7模式增益和输出功率可控的K波段功率放大器，包含电源，控制电源，Vdd端，Vb端，控制端Vc1、Vc2、Vc3，输入端，输出端和地线，Vdd端和地线跨接在电源的正负端，Vb端与偏置电压相连，控制端Vc1、Vc2和Vc3分别与控制电源的正端连接，还包括依次连接的第一巴伦、第一输入匹配电路、第二输入匹配电路，第一驱动电路、第二驱动电路，级间匹配电路、增益控制级、级间变压器、功率级电路、第一输出匹配电路、第二输出匹配电路和第二巴伦；第一巴伦、第二巴伦分别连接输入端和输出端。该放大器具有7模式功率和增益伪数字可控、高功率增益、高输出功率等特点。传输损耗低、相位误差小、回波损耗低、端口隔离度高。

A K band power amplifier with 7 mode gain and output power controllable

The present invention relates to a millimeter wave wireless communication technology, K band power amplifier, in particular to a 7 gain and output power controllable contains the power, control power supply, Vdd terminal, Vb terminal, Vc1 terminal, Vc2, Vc3 control, input, output and ground, Vdd terminal and ground wire connected across the power of positive and negative the end, the Vb end is connected with the bias voltage, Vc1, Vc2 and Vc3 control terminal are respectively connected with the positive end of the control power supply, also includes the first balun, the first input matching circuit, second input matching circuit, driving circuit, driving circuit of the first second, inter stage matching circuit, gain control, transformer first, the power stage circuit, output matching circuit and second output matching circuit and the second Baron; the first Baron, second Baron are respectively connected with the input end and output end. The amplifier has 7 modes, power and gain, pseudo digital controllable, high power gain, high output power and so on. The transmission loss is low, the phase error is small, the return loss is low and the isolation is high.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于毫米波无线通信
，尤其涉及一种7模式增益和输出功率可控的K波段功率放大器。
技术介绍
随着智能交通的迅速发展，雷达传感器在汽车驾驶辅助系统中的运用越来越广泛，24GHz雷达传感器以其波束角度小、灵敏度高、体积小巧等优势迅速成为汽车驾驶辅助系统中应用最为广泛的雷达传感器，24GHz功率放大器作为24GHz雷达传感器的关键部件，作为传感器中发射机的最后一级放大，其性能的好坏直接影响着整个系统的信号传输范围和信号抗干扰能力等。硅基CMOS工艺作为半导体工艺中兼容性最好的工艺，但是其有限的工艺局限导致了硅基CMOS功率放大器的研究发展缓慢，高增益、高输出功率、高效率的硅基CMOS功率放大器的研究成为了技术难题。同时，24GHz雷达传感器为了保证其应用的广泛性本身需要信号传输范围可控，导致系统的复杂度增强，而7模式增益和输出功率可控功率放大器具有降低系统复杂度的潜能。电感元件作为系统中占据比例较大的无源部分中的重要器件，其过大的面积一直制约着芯片小型化发展的进程，用单个尺寸较小的变压器代替冗余的电感将精简系统结构，减小损耗。设计新型的增益和输出功率可控功率放大器，将有效拓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种7模式增益和输出功率可控的K波段功率放大器，包含电源，控制电源，Vdd端，Vb端，控制端Vc1、Vc2、Vc3，输入端，输出端和地线，Vdd端和地线跨接在电源的正负端，Vb端与偏置电压相连，控制端Vc1、Vc2和Vc3分别与控制电源的正端连接，其特征是，还包括依次连接的第一巴伦、第一输入匹配电路、第二输入匹配电路，第一驱动电路、第二驱动电路，级间匹配电路、增益控制级、级间变压器、功率级电路、第一输出匹配电路、第二输出匹配电路和第二巴伦；第一巴伦、第二巴伦分别连接输入端和输出端。

【技术特征摘要】
1.一种7模式增益和输出功率可控的K波段功率放大器，包含电源，控制电源，Vdd端，Vb端，控制端Vc1、Vc2、Vc3，输入端，输出端和地线，Vdd端和地线跨接在电源的正负端，Vb端与偏置电压相连，控制端Vc1、Vc2和Vc3分别与控制电源的正端连接，其特征是，还包括依次连接的第一巴伦、第一输入匹配电路、第二输入匹配电路，第一驱动电路、第二驱动电路，级间匹配电路、增益控制级、级间变压器、功率级电路、第一输出匹配电路、第二输出匹配电路和第二巴伦；第一巴伦、第二巴伦分别连接输入端和输出端。2.如权利要求1所述的7模式增益和输出功率可控的K波段功率放大器，其特征是，第一输入匹配电路包括电感L1、电容C1、C2连接的T型匹配电路；第二输入匹配电路包括电感L2、电容C3、C4连接的T型匹配电路；第一驱动电路包括按共源共栅方式连接的MOS晶体管M1和M2，MOS晶体管M2栅极上连接偏置电阻R1，第二驱动电路包括按共源共栅方式连接的MOS晶体管M3和M4，MOS晶体管M3栅极上连接偏置电阻R2；级间匹配电路包括第一级间匹配电路和第二级间匹配电路，第一级间匹配电路包括连接成L型的电感L3和电容C5，第二级间匹配电路包括连接成L型的电感L4和电容C6；增益控制级包括第一增益控制电路和第二增益控制电路，第一增益控制电路包括共源共栅连接的MOS晶体管M5和M6、MOS晶体管M7和M8、MOS晶体管M9和M10，MOS晶体管M6栅极上连接偏置电阻R3，第二增益控制电路包括共源共栅连接的MOS晶体管M11和M12，MOS晶体管M13和M14，MOS晶体管M15和M16；MOS晶体管M11栅极上连接偏置电阻R4；级间变压器包括第一变压器和第二变压器；功率级电路包括第一功率级和第二功率级，第一功率级包括分别以共源方式连接的MOS晶体管M17和M18，MOS晶体管M17栅极上连接偏置电阻R5，MOS晶体管M18栅极上连接偏置电阻R6；第二功率级包括分别以共源方式连接的MOS晶体管M19和M20；MOS晶体管M19栅极上连接偏置电阻R7，MOS晶体管M20栅极上连接偏置电阻R8；第一变压器连接在增益控制级和第一功率级之间，第二变压器连接在第一功率级和第二功率级之间；第一变压器和第一功率级之间连接有耦合电容C7和C8；第二变压器和第二功率级之间连接有耦合电容C9和C10；第一输出匹配电路包括电感L5、L7电容C11、C12连接的匹配电路，第二输出匹配电路包括电感L6、L8电容C13、C14连接的匹配电路。3.如权利要求2所述的7模式增益和输出功率可控的K波段功率放大器，其特征是，第一变压器、第二变压器均采用基于0.13umCMOS工艺设计，工艺中最顶层金属作为变压器线圈a，金属厚度为2.5um，工艺中次顶层金属作为变压器线圈b，厚度为0.534um,两层金属间距0.9um,工艺中最底层金属作为变压器地金属层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何进，陈鹏伟，彭尧，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42