[发明专利]一种高性能大功率低噪声TR芯片

说明书

本发明公开了一种高性能大功率低噪声TR芯片，属于无线通信技术领域，针对现有技术中缺少一种以满足Ka波段高功率、高效率、宽带高增益、低驻波、小型化应用场景下保持高性能的功率放大器芯片，以及缺少满足满足接收端低功耗、低噪声、高灵敏度和高性能低噪声放大器芯片。本发明提出了通过三级放大电路的10W放大器和通过四级放大的低噪声放大器，并同时将10W发射功率放大器和接收低噪声放大器集成在一个TR芯片上。以达到实现Ka波段高功率、高效率、宽带高增益、低驻波、小型化应用场景下保持高性能的10W放大器芯片，同时满足接收端低功耗、低噪声、高灵敏度和高性能低噪声放大器芯片。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种高性能大功率低噪声TR芯片。

背景技术

继硅（Si）、砷化镓（GaAs）之后，具有优良高温、高压、高频特性的氮化镓（GaN）材料被称为第三代半导体的代表，以其为材料基础的器件及电路已成为目前国际上研究的热点和重点，GaN具有材料宽间隙、电子饱和速率高、击穿场强大、耐高温、耐高压等特点，在无线通信技术领域具有至关重要的意义。根据频率划分，微波由于波长短、频带宽和它自身特殊的大气传播特性，使得微波在雷达系统中得到了广泛的应用，从而推动微波收发组件的快速发展，而功率放大器是收发组件中最为关键的组成部分，其输出功率、效率以及带宽等性能指标直接影响了整个收发组件的性能。目前，微波单片集成电路已成为当前各种高科技领域的重点发展方向，因此研究该频段的功率放大器芯片及低噪声放大器变得尤为重要。

现有技术中，对于微波的雷达发射系统，发射端需要提供足够大的发射功率，由于发射系统中采用多个功率放大器芯片进行功率合成以此来提供足够的发射功率，因此单个功率放大器芯片具有较高的功率、效率和优秀的性能可以有效降低芯片个数，降低成本，减少功耗，保证工作的稳定性。随着无线通信的发展，Ka波段系统得到了广泛的应用，如汽车防撞雷达、测试雷达等等。但是Ka波段系统的成本较高，国内成熟的产品也不多。但是，随着技术的发展尤其是MMIC芯片的发展,Ka波段系统的成本将会大大降低。目前，Ka波段微波单片集成电路已成为当前各种高科技领域的重点发展方向，并且随着5G通信技术的发展，微波通信频段一部分在未来会进入民用范畴，因此对于研究该频段的TX芯片变得尤为重要。

因此，现有技术缺少一种以满足Ka波段高功率、高效率、宽带高增益、低驻波、小型化应用场景下保持高性能的功率放大器芯片，以及缺少满足满足接收端低功耗、低噪声、高灵敏度和高性能低噪声放大器芯片。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种高性能大功率低噪声TR芯片，其目的为：提供一种以满足Ka波段高功率、高效率、宽带高增益、低驻波、小型化应用场景下保持高性能的10W放大器芯片，同时满足接收端低功耗、低噪声、高灵敏度和高性能低噪声放大器，同时将Ka波段10W放大器芯片和K波段低噪声放大器集成在同一芯片上。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：提供一种高性能大功率低噪声TR芯片，包括10W放大器和低噪声放大器，所述10W放大器的电路用于功放射频信号的输入和输出，所述10W放大器通过三级放大电路且依次相连，构成信号通道，所述10W放大器为两部分电路结构和元器件值完全相同的对称电路，功放射频信号进入10W放大器后均分为两路，通过两部分对称电路放大后在射频输出端功率合成输出，实现对功放射频信号功率的放大；

所述低噪声放大器的电路用于低噪声射频信号的输入和输出，所述低噪声放大器通过四级放大器依次相连，实现对低噪声射频信号功率的放大。