CN118523790B

CN118523790B - 一种高移相精度的多功能芯片及毫米波相控阵系统

Info

Publication number: CN118523790B
Application number: CN202411002754.0A
Authority: CN
Inventors: 唐耀宗; 贾静雯; 张锐; 阴明勇; 徐明昊; 吴玥; 陈孔云
Original assignee: Chengdu Lightning Micro Power Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Lightning Micro Power Technology Co ltd
Priority date: 2024-07-25
Filing date: 2024-07-25
Publication date: 2024-10-18
Anticipated expiration: 2044-07-25
Also published as: CN118523790A

Abstract

本申请提供了一种高移相精度的多功能芯片及毫米波相控阵系统，涉及毫米波电路设计技术领域，所述芯片包括：芯片本体，所述芯片本体上设置有发射电路、接收电路和移相器；所述发射电路的输入端接收从外界输入的射频信号，所述发射电路的输出端与所述移相器连接；所述发射电路的输出端还连接有开路枝节，所述开路枝节朝向所述移相器；所述接收电路的输入端与所述移相器连接，所述接收电路的输出端向外界输出由所述接收电路放大后的射频信号。本申请的技术方案，通过在发射电路增加开路枝节的方式，优化了发射状态下的移相精度，减小了对于接收电路的影响，在毫米波电路领域具有广泛的应用价值。

Description

一种高移相精度的多功能芯片及毫米波相控阵系统

技术领域

本申请涉及毫米波电路设计技术领域，具体而言，涉及一种高移相精度的多功能芯片及毫米波相控阵系统。

背景技术

近些年来，随着毫米波技术发展突飞猛进，人们对于毫米波电路的要求也越来越高。收发移相多功能芯片是毫米波相控阵系统的核心部件，其性能好坏直接决定相控阵系统能否满足使用要求。

传统的收发移相多功能芯片存在着发射状态下移相精度较差的问题，单纯提高移相器性能的难度很高，且会对接收性能产生影响。

发明内容

本申请的实施例提供了一种高移相精度的多功能芯片及毫米波相控阵系统，以解决传统收发移相多功能芯片发射移相精度较差的问题。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种高移相精度的多功能芯片，包括：

芯片本体，所述芯片本体上设置有发射电路、接收电路和移相器；

所述发射电路的输入端接收从外界输入的射频信号，所述发射电路的输出端与所述移相器连接；

所述发射电路的输出端还连接有开路枝节，所述开路枝节朝向所述移相器；

所述接收电路的输入端与所述移相器连接，所述接收电路的输出端向外界输出由所述接收电路放大后的射频信号。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述芯片本体上还设置有第一射频开关；

所述第一射频开关分别与所述发射电路的输入端以及所述接收电路的输出端连接。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述芯片本体上还设置有第二射频开关；

所述第二射频开关分别与所述发射电路的输出端、移相器以及所述接收电路的输入端连接。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述芯片本体上还设置有第一射频传输线；

所述第一射频传输线与所述第一射频开关连接。

在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述芯片本体上还设置有第二射频传输线；

所述第二射频传输线与所述移相器连接。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种毫米波相控阵系统，包括如第一方面所述的高移相精度的多功能芯片。

本申请的技术方案，通过在发射电路增加开路枝节的方式，优化了发射状态下的移相精度，减小了对于接收电路的影响，在毫米波电路领域具有广泛的应用价值。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示出了根据本申请一个实施例的一种高移相精度的多功能芯片的结构示意图。

附图标记说明

1-芯片本体，101-第一射频传输线，102-第一射频开关，103-发射电路，104-开路枝节，105-接收电路，106-第二射频开关，107-移相器，108-第二射频传输线。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

需要注意的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的对象在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在图示或描述的那些以外的顺序实施。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为解决现有技术中存在的技术难题，本申请实施例提供了一种高移相精度的多功能芯片，该芯片包括：

可以理解的是，发射电路可以实现射频发射信号的放大，接收电路可以实现射频接收信号的放大。

可以理解的是，开路枝节可以将一部分发射电路的射频信号耦合到移相器，优化发射状态下的移相精度。

在一些可行的实施例中，基于前述方案，所述芯片本体上还设置有第一射频开关；

在一些可行的实施例中，基于前述方案，所述芯片本体上还设置有第二射频开关；

可以理解的是，第一、第二射频开关的作用是实现多功能芯片发射电路和接收电路的切换。

在一些可行的实施例中，基于前述方案，所述芯片本体上还设置有第一射频传输线；

所述第一射频传输线与所述第一射频开关连接。

在一些可行的实施例中，基于前述方案，所述芯片本体上还设置有第二射频传输线；

所述第二射频传输线与所述移相器连接。

可以理解的是，第一射频传输线、第一射频开关、第二射频开关、移相器和第二射频传输线可以工作于发射状态和接收状态。

接收电路、发射电路和第一、第二射频开关共同实现射频信号收发功能，并与移相器一起实现射频信号接收发射放大和移相功能。

示例性的，参见图1，示出了根据本申请一个实施例的一种高移相精度的多功能芯片的结构示意图。

如图1所示，展示了一种高移相精度的多功能芯片，包括：

芯片本体1，所述芯片本体1上设置有第一射频传输线101、第一射频开关102、发射电路103、接收电路105、第二射频开关106、移相器107和第二射频传输线108。

其中，所述第一射频传输线101与所述第一射频开关102连接，所述发射电路103的输入端与所述第一射频开关102连接，所述发射电路103的输出端与所述第二射频开关106连接；所述移相器107连接在所述第二射频开关106上，所述第二射频传输线108与所述移相器107连接；接收电路105的输入端与所述第二射频开关106连接，输出端与所述第一射频开关102连接。

所述发射电路103的输出端还连接有开路枝节104，所述开路枝节104朝向所述移相器；开路枝节104的一端连接在发射电路103的输出端，另一端为开路，且朝向移相器107。

示例性的，如图1所示，开路枝节104整体结构类似于“L”形，开路枝节104 的“L”长边连接在发射电路103的输出端，开路枝节104 的“L”短边朝向移相器107。

开路枝节104的作用有两个：

1)用于实现发射电路与射频开关2的匹配，提高发射电路的射频传输性能；

2）将一部分发射电路的射频信号耦合到移相器。

下面，对本申请实施例提供的一种高移相精度的多功能芯片的工作过程进行说明。

当多功能芯片工作在发射状态时，第一射频开关102和第二射频开关106切换到发射电路103，射频信号从第一射频传输线101输入，发射电路103将射频信号放大之后输出到第二射频开关106，第二射频开关106将射频信号输出到移相器107；另一方面，发射电路103的射频信号通过开路枝节104耦合一部分能量到移相器107；最后射频信号移相完成后由第二射频传输线108输出。

当多功能芯片工作在接收状态时，第一射频开关102和第二射频开关106切换到接收电路105，射频信号第二射频传输线108输入到移相器107，完成移相后收入到第二射频开关106。接收电路105将射频信号放大之后输出到第一射频开关102，最后射频信号由第一射频传输线101输出。

下面，对本申请实施例提供的一种高移相精度的多功能芯片的有益效果进行说明。

设定发射电路输出端输出的射频信号为RF0，发射电路的输出端与开关、移相器等器件级联时，产生的反射波为RF1。

RF0和RF1有以下关系：

1.频率相等；

2.幅度差异较大，RF0的幅度大于RF1；

3.有稳定的相位关系。

因此，设定RF1对于RF0的相位调制引起的相位波动为A1；此时，通过在发射电路的输出端增加一端开路枝节，开路枝节的一端朝向移相器，可以起到以下作用：

1)用于实现发射电路与第二射频开关的匹配，提高发射电路的射频传输性能。

2）将一部分发射电路的射频信号耦合到移相器，设定开路枝节耦合到移相器的射频信号为RF2。

通过设计优化，使得RF0、RF1和RF2有以下关系：

1.频率相等；

2.RF1和RF2幅度接近；RF0的幅度大于RF1和RF2；

3.RF1和RF2反相，使得RF2对于RF0的相位调制引起的相位波动为-A1；

最终，通过开路枝节的作用，使得移相器输出的射频信号相位波动减小，达到优化发射移相精度的目的。

综上所述，本申请实施例提供的一种高移相精度的多功能芯片具有结构简单、不需要引入额外器件的优点；本芯片通过更改发射电路的方式优化了发射移相精度，减小了对于接收电路的影响。

基于相同的发明构思，本申请实施例还提供一种毫米波相控阵系统，包括如上述实施例所述的高移相精度的多功能芯片。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种高移相精度的多功能芯片，其特征在于，包括：

所述接收电路的输入端与所述移相器连接，所述接收电路的输出端向外界输出由所述接收电路放大后的射频信号；

其中，所述发射电路的输出端输出的射频信号为RF0，发射电路的输出端与移相器级联时产生的反射波为 RF1，开路枝节耦合到移相器的射频信号为RF2；

RF0、RF1和RF2有以下关系：

（1）频率相等；

（2）RF1和RF2幅度接近；RF0的幅度大于RF1和RF2；

（3）RF1和RF2反相，使得RF2对于RF0的相位调制引起的相位波动为-A1；其中，设定RF1对于RF0 的相位调制引起的相位波动为A1。

2.根据权利要求1所述的高移相精度的多功能芯片，其特征在于，所述芯片本体上还设置有第一射频开关；

3.根据权利要求2所述的高移相精度的多功能芯片，其特征在于，所述芯片本体上还设置有第二射频开关；

4.根据权利要求3所述的高移相精度的多功能芯片，其特征在于，所述芯片本体上还设置有第一射频传输线；

所述第一射频传输线与所述第一射频开关连接。

5.根据权利要求4所述的高移相精度的多功能芯片，其特征在于，所述芯片本体上还设置有第二射频传输线；

所述第二射频传输线与所述移相器连接。

6.一种毫米波相控阵系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的高移相精度的多功能芯片。