本實(shí)用新型涉及一種毫米波集成電路，具體的說，是涉及一種四通道帶有移相以及數(shù)字控制功能的毫米波4合1多功能接收芯片。

背景技術(shù)：

微波/毫米波電路從20實(shí)際40年代的波導(dǎo)獨(dú)立體電路，到20世紀(jì)60年代的平面混合集成電路，再到20世紀(jì)70年代的單片電路、多芯片模塊混合集成電路，逐步演變成21世紀(jì)集成多種單片功能的多功能模塊，系統(tǒng)進(jìn)一步朝小型化、芯片化方向發(fā)展。高度集成的多功能芯片是電子技術(shù)和系統(tǒng)小型化發(fā)展的必然趨勢，小型化、多功能、高集成度的微波/毫米波電路在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)中必將發(fā)揮越來越重要的作用。

然而，現(xiàn)有的微波/毫米波集成電路尚未將多通道的接收、放大、移相以及數(shù)字控制功能集成在同一芯片電路中。

現(xiàn)有專利如專利申請?zhí)枮镃N200710177851.3，申請日為2007.11.21，名稱為“一個毫米波小型化多通道收發(fā)組件裝置及其相位補(bǔ)償方法”的發(fā)明專利，其技術(shù)方案為：本發(fā)明提供一個毫米波小型化多通道收發(fā)組件裝置及其相位補(bǔ)償方法，收發(fā)組件裝置包括發(fā)射支路、接收支路、開關(guān)、功分電路和金屬盒體，屬于雷達(dá)組件技術(shù)領(lǐng)域。收發(fā)組件裝置是以MMIC(毫米波單片集成電路)技術(shù)為基礎(chǔ)的毫米波全平面集成電路實(shí)現(xiàn)的，并且收發(fā)組件內(nèi)部沒有有源相移器件。通道間相位補(bǔ)償方法是利用收發(fā)組件內(nèi)起級聯(lián)作用的微帶線加載高介電常數(shù)的介質(zhì)。通過選取不同的加載介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)0-360度范圍內(nèi)的相位誤差補(bǔ)償，并且不影響幅度一致性。

上述對比文件中收發(fā)組件裝置是由多個芯片和電路搭建而成，存在尺寸大、集成度低的問題；對比文件中收發(fā)組件裝置中的相位補(bǔ)償功能僅是對相位誤差進(jìn)行一次性補(bǔ)償，補(bǔ)償后并沒有移相的功能，對比文件中收發(fā)組件裝置中的相位補(bǔ)償功能必須通過測試、計算、調(diào)試等步驟的反復(fù)迭代才能將相位誤差調(diào)整準(zhǔn)確，存在調(diào)試速度慢、調(diào)試步驟繁瑣、相位補(bǔ)償范圍受實(shí)際空間限制等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，現(xiàn)在特別提出毫米波4合1多功能接收芯片，將4路放大、移相以及數(shù)字控制、溫度補(bǔ)償和電源控制功能全部集成在一片芯片電路中，解決相控陣?yán)走_(dá)的小型化集成問題。

本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：

毫米波4合1多功能接收芯片，其特征在于：包括射頻部分、控制部分和電源部分，所述射頻部分包含四路獨(dú)立的射頻發(fā)射通道一、射頻發(fā)射通道二、射頻發(fā)射通道三、射頻發(fā)射通道四、驅(qū)動放大器電路和一分四功分器電路，每一個通道都包含低噪聲放大器電路和六位移相器電路；所述控制部分包括數(shù)字控制電路；所述電源部分包括電源控制電路和溫度檢測電路。

所述驅(qū)動放大器連接到一分四功分器電路的公共端口；一分四功分器電路的四個分端口都連接到六位移相器電路；六位移相器電路后面連接到低噪聲放大器；數(shù)字控制電路與每個六位移相器電路和電源控制電路連接；電源控制電路連接到驅(qū)動放大器電路和低噪聲放大器電路的電源偏置端口；溫度檢測電路連接到電源控制電路。

四個通道射頻輸出端口通過一分四功分器電路合成一路作為芯片的公共射頻輸出端口。

所述溫度檢測電路與電源控制電路之間具有反饋電路，溫度檢測電路將通過反饋電路控制電源控制電路用以調(diào)整放大器的偏置狀態(tài)，達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>

每一個放大器、移相器的工作狀態(tài)都被數(shù)字控制電路控制。

所述數(shù)字控制電路采用SPI通訊協(xié)議與芯片外部進(jìn)行通訊。

射頻發(fā)射通道一、射頻發(fā)射通道二、射頻發(fā)射通道三和射頻發(fā)射通道四的接口分布在芯片左右兩側(cè)，射頻公共輸入端口在底部，控制及電源接口在頂部。

采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果：

1、本申請將多種功能全集成在同一個芯片中，集成度高、體積小、成本低、全數(shù)字化控制、使用簡單。本申請將相控陣體系中常用的多種功能全部集成在一款芯片中，由一顆芯片代替以往的多顆芯片，從而大幅度減小體積和降低成本，同時實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。

2、與對比文件相比，本申請的單芯片集成尺寸小、集成度高，且移相功能是可以通過數(shù)字控制隨時對相位進(jìn)行改變；本申請的相位補(bǔ)償功能無需通過測試、計算、調(diào)試等步驟的反復(fù)迭代才能將相位誤差調(diào)整準(zhǔn)確，所以調(diào)試速度快、調(diào)試步驟簡化、相位補(bǔ)償范圍不受實(shí)際空間限制等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型的電路架構(gòu)及功能描述圖。

圖3為本實(shí)用新型的芯片外形圖。

射頻部分1，控制部分2，電源部分3，射頻發(fā)射通道一4，射頻發(fā)射通道二5，射頻發(fā)射通道三6，射頻發(fā)射通道四7，一分四功分器電路8，驅(qū)動放大器電路9，低噪聲放大器電路10，六位移相器電路11，射頻公共輸入端口12，控制及電源接口13。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

毫米波4合1多功能接收芯片包括射頻部分1、控制部分2和電源部分3，所述射頻部分1包含四路獨(dú)立的射頻發(fā)射通道一4、射頻發(fā)射通道二5、射頻發(fā)射通道三6、射頻發(fā)射通道四7、驅(qū)動放大器電路9和一分四功分器電路8，每一個通道都包含低噪聲放大器電路10和六位移相器電路11；所述控制部分2包括數(shù)字控制電路；所述電源部分3包括電源控制電路和溫度檢測電路。本申請將多種功能全集成在同一個芯片中，集成度高、體積小、成本低、全數(shù)字化控制、使用簡單。本申請將相控陣體系中常用的多種功能全部集成在一款芯片中，由一顆芯片代替以往的多顆芯片，從而大幅度減小體積和降低成本，同時實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。

實(shí)施例2

毫米波4合1多功能接收芯片包括射頻部分1、控制部分2和電源部分3，所述射頻部分1包含四路獨(dú)立的射頻發(fā)射通道一4、射頻發(fā)射通道二5、射頻發(fā)射通道三6、射頻發(fā)射通道四7、驅(qū)動放大器電路9和一分四功分器電路8，每一個通道都包含低噪聲放大器電路10和六位移相器電路11；所述控制部分2包括數(shù)字控制電路；所述電源部分3包括電源控制電路和溫度檢測電路。

所述驅(qū)動放大器連接到一分四功分器電路8的公共端口；一分四功分器電路8的四個分端口都連接到六位移相器電路11；六位移相器電路11后面連接到低噪聲放大器；數(shù)字控制電路與每個六位移相器電路11和電源控制電路連接；電源控制電路連接到驅(qū)動放大器電路9和低噪聲放大器電路10的電源偏置端口；溫度檢測電路連接到電源控制電路。

四個通道射頻輸出端口通過一分四功分器電路8合成一路作為芯片的公共射頻輸出端口。

所述溫度檢測電路與電源控制電路之間具有反饋電路，溫度檢測電路將通過反饋電路控制電源控制電路用以調(diào)整放大器的偏置狀態(tài)，達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>

每一個放大器、移相器的工作狀態(tài)都被數(shù)字控制電路控制。

所述數(shù)字控制電路采用SPI通訊協(xié)議與芯片外部進(jìn)行通訊。

四個射頻接口分布在芯片左右兩側(cè)，射頻公共輸入端口12在底部，控制及電源接口13在頂部。

本申請將多種功能全集成在同一個芯片中，集成度高、體積小、成本低、全數(shù)字化控制、使用簡單。本申請將相控陣體系中常用的多種功能全部集成在一款芯片中，由一顆芯片代替以往的多顆芯片，從而大幅度減小體積和降低成本，同時實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。

與對比文件相比，本申請的單芯片集成尺寸小、集成度高，且移相功能是可以通過數(shù)字控制隨時對相位進(jìn)行改變；本申請的相位補(bǔ)償功能無需通過測試、計算、調(diào)試等步驟的反復(fù)迭代才能將相位誤差調(diào)整準(zhǔn)確，所以調(diào)試速度快、調(diào)試步驟簡化、相位補(bǔ)償范圍不受實(shí)際空間限制等優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1和實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的毫米波4合1多功能接收芯片。

如圖1所示，本實(shí)用新型提出了一種毫米波4合1多功能接收芯片，芯片主要由數(shù)字控制電路、4個通道的射頻通道電路、電源控制電路、驅(qū)動放大器電路9、一分四功分器電路85部分組成。所述芯片中的射頻通道電路的四個通道采用同樣的設(shè)計實(shí)現(xiàn)，每個射頻通道電路中都包含：低噪聲放大器電路10和六位移相器電路11。所述芯片中的電源控制電路包含放大器偏置電路、溫度補(bǔ)償電路和DC變換電路。

如圖1所示，本實(shí)用新型提出的毫米波4合1多功能接收芯片中的數(shù)字控制電路與芯片中的每一個放大器電路、移相器電路以及電源控制電路相連，并可控制每一個放大器電路、移相器電路以及電源控制電路的工作狀態(tài)。

如圖1所示，本芯片中的四個通道的低噪聲放大器輸入端口作為芯片的射頻輸入接口，射頻信號經(jīng)過低噪聲放大器電路10和移相器電路后進(jìn)入一分四功分器電路8，一分四功分器電路8實(shí)現(xiàn)四路射頻信號的等功率合成，合成后的射頻信號由一分四功分器公共端口輸出，經(jīng)過驅(qū)動放大器放大后輸出。

如圖2所示，本實(shí)用新型提出的毫米波4合1多功能接收芯片中的射頻部分1主要完成射頻信號的放大和移相功能；電源部分3完成各個通道的通斷電、溫度補(bǔ)償和DC變換功能；控制部分2對射頻部分1和電源部分3的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，完成對放大器偏置狀態(tài)、移相工作狀態(tài)的控制以及控制數(shù)據(jù)的緩存功能。

本實(shí)用新型提出的毫米波4合1多功能接收芯片的對外接口布局如圖3所示，四個射頻接口分布在芯片左右兩側(cè)，射頻公共輸入端口12在底部，控制及電源接口13在頂部。