一种多分路功率分配电路的制作方法

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1.本发明涉及集成电路技术领域，特别是一种多分路功率分配电路。

背景技术：

2.功率分配器(功分器)在射频微波领域应用非常广范和重要，如目前被广泛应用在gps多通道接收机中。gps接收机为了实现最快速的定位，需能同时对多颗卫星信号进行接收，且能连续地跟踪多颗卫星。为了能够实现这种多通道接收系统，目前存在两种解决方案，第一方案是使用多根天线分频段进行信号接收，第二方案是使用一根宽带天线接收信号后再进行功率分配。在目前接收机系统向小型化、低功耗发展趋势下，多通道接收机基本采用方案二进行实施，但是方案二现阶段也存在一个缺点：要重复使用大量功分器进行端口间的转接，那么功分器将成为小型化的瓶颈点之一。因此，如何提供一种电路简单、功分通道可灵活配置的功分电路是现阶段亟需解决的问题。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的功分器分配通路固定、体积较大的技术问题。为此，本发明提出一种多分路功率分配电路。
4.本发明提供的技术方案包括输入匹配电路、信号放大电路、偏置电路和功分电路，输入匹配电路与信号放大电路连接，偏置电路为信号放大电路提供偏置电压，信号放大电路将信号传输至功分电路，功分电路设置有不少于两个晶体管，晶体管与功率分配电路的输出端连接。
5.进一步地，输入匹配电路包括电容c6、电感l3、电容c5和电阻r9，电容c6和电感l3串联，电容c5和电阻r9串联，电感l3与电容c5连接。
6.进一步地，信号放大电路包括晶体管m1和电感l2，电感l2与晶体管m1连接。
7.进一步地，功分电路包括晶体管m1-1、晶体管m1-2和电容，晶体管m1-1和晶体管m1-2的漏极分别与电容连接，晶体管m1-1、晶体管m1-2的功率大小相同。
8.进一步地，功分电路包括晶体管m1-1、晶体管m1-2和电容，所述晶体管m1-1和晶体管m1-2的漏极分别与电容连接，晶体管m1-1、晶体管m1-2的功率大小不同。
9.进一步地，功分电路还包括电阻r1-1和电阻r1-2，电阻r1-1和电阻r1-2分别与晶体管m1-1和晶体管m1-2连接。
10.进一步地，偏置电路包括第一偏置电路和第二偏置电路，第一偏置电路用于为晶体管m1提供偏置电压，第二偏置电路用于为晶体管m1-1和晶体管m1-2提供偏置电压。
11.进一步地，第一偏置电路包括晶体管m3，晶体管m3的漏极和晶体管m3的栅极连接，晶体管m3的源极接地。
12.进一步地，第一偏置电路还包括电阻r10、电阻r11、电容c7和电感l4，电容c7的一端与电阻r11、电阻r10、电感l4相连接，电容c7的另一端接地。
13.进一步地，第二偏置电路包括二极管d1、二极管d2、二极管d3、晶体管m4、晶体管m5
和电容c8，二极管d1、二极管d2、晶体管m5、晶体管m4和二极管d3串联，二极管d1连接外部电压，二极管d3接地，电容c8与二极管d2、二极管d1和晶体管m5串联。
14.本发明的有益效果是：本发明公开了一种多分路功率分配电路，包括输入匹配电路、信号放大电路、偏置电路和功分电路，输入匹配电路与信号放大电路连接，偏置电路为信号放大电路提供偏置电压，信号放大电路将信号传输至功分电路，功分电路设置有不少于2个晶体管，所述晶体管与输出端连接。本发明通过偏置电路为信号放大电路提供偏置电压，功分电路中采用晶体管，实现多路功分，无需过多电感元件，减低成本；本发明电路结构简单，功分通道可以灵活分配。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
16.图1是本发明的电路示意图；
17.图2是本发明的电路图；
18.图中：
19.100、输入匹配电路；101、第一偏置电路；102、第二偏置电路；103、信号放大电路；104、功分电路。
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。
21.参照图1，本发明的优选实施例公开了一种多分路功率分配电路，包括输入匹配电路100、信号放大电路103、偏置电路和功分电路104，输入匹配电路100与信号放大电路103连接，偏置电路为信号放大电路103提供偏置电压，信号放大电路103将信号传输至功分电路104，功分电路104设置有不少于两个晶体管，晶体管与输出端连接。本发明通过偏置电路为信号放大电路103提供偏置电压，功分电路104中采用晶体管，实现多路功分，无需过多电感元件，减低成本；本发明电路结构简单，功分通道可以灵活分配。
22.在一些实施例中，输入匹配电路100设置rfi n接口，从卫星天线接收射频信号进入输入匹配电路100，输入匹配电路100包括隔直电容c6，噪声、带宽匹配器件电感l3、电容c5和电阻r9，电容c6和电感l3串联，电容c5和电阻r9串联为rc反馈电路，电感l3与电容c5串联滤除带外噪声信号，对射频信号进行阻抗和噪声系数匹配，对带外信号进行抑制和滤波，提高频带内信号的信噪比。
23.在一些实施例中，输入匹配电路100连接信号放大电路103，对输入信号进行放大，传输至功分电路104中。信号放大电路103包括晶体管m1，晶体管m1为低噪声信号放大单元，不仅限于单级放大器，低噪声信号放大单元可以由多级共源、共栅、共漏等结构lna(低噪声
放大器)组成。本实施例中的信号放大电路103为共源放大器结构，天线接收的信号在传输到m1栅极被放大成电流信号由m1漏级。输出信号放大电路103还包括电感l2，电感l2与晶体管m1连接。
24.在一些实施例中，功分电路104包括晶体管，用户可根据实际需求选择功分通道的数量，功分通道的数量对应晶体管的数量，功分电路104包括晶体管m1-1、晶体管m1-2
…
晶体管m1-n、电容c1-1、电容c1-2
…
电容c1-n、电阻r1-1-1、电阻r1-1-2
…
电阻r1-1-n。晶体管m1-1、晶体管m1-2
…
晶体管m1-n的漏极与电容c1-1、电容c1-2
…
电容c1-n分别串联，晶体管m1-1、晶体管m1-2
…
晶体管m1-n的漏极又与电阻r1-1-1、电阻r1-1-2
…
电阻r1-1-n连接，电阻r1-1-1、电阻r1-1-2
…
电阻r1-1-n的另一端连接外部vcc电压。
25.晶体管m1_1、m1_2
…
m1_n的栅、源极处于并联关系，如果是等功率分配，其尺寸结构相同；如果是非等功率分配，可更改每一晶体管尺寸。晶体管可等效为n个独立共栅结构的放大器，对m1漏级输出信号进行n条路径放大，当晶体管大小相同时，m1漏级输出的电流被等分输入m1_1、m1_2
…
m1_n晶体管组，然后通过漏级输出，信号能量一部分被r1_1、r1_2
…
r1_n电阻阵列吸收，一部分能量被信号50ω负载吸收，其次能优化输出驻波。其中r1_1、r1_2
…
r1_n电阻阵列为晶体管m1_1、m1_2
…
m1_n提供漏级静态偏压，使用电阻阵列的原因是电阻便于在芯片中集成实现，虽然会吸收一部分信号能量降低输出功率，但优势是避免了在芯片外额外使用厄流电感馈电，降低了芯片外应用电路复杂度，节省了整体系统面积。在芯片面积有余量条件下r1_1、r1_2
…
r1_n电阻阵列也可替换为电感阵列，在芯片外或者芯片内都可替换为电感，提高输出功率。电感c1_1、电感c1_2
…
c1_n分别连接rfout1、rfout2、
…
rfoutn对信号进行输出，总共n个输出通道，电感主要起到隔直流的作用。
26.在一些实施例中，偏置电路连接低噪声放大器提供偏置电压，偏置电路包括第一偏置电路101和第二偏置电路102，第一偏置电路101用于为晶体管m1提供偏置电压，第二偏置电路102用于为晶体管m1-1、晶体管m1-2
…
m1_n提供偏置电压。这里的偏置电压指的是栅极电压。
27.在一些实施例中，第一偏置电路101包括晶体管m3、电阻r10、电阻r11、电容c7和电感l4，晶体管m3的漏极和晶体管m3的栅极连接，晶体管m3的源极接地,电容c7的一端与电阻r11、电阻r10、电感l4相连接，电容c7的另一端接地。电阻r11、电阻r10、晶体管m3串联构成分压电路为晶体管m1提供栅极电压，在电阻r10、r11中取分压后的电压通过l4电感给m1栅级馈电。c7电容提供滤波、去噪效果。
28.在一些实施例中，参考图2，第二偏置电路102包括二极管d1、二极管d2、二极管d3、晶体管m4、晶体管m5和电容c8，二极管d1、二极管d2、晶体管m5、晶体管m4和二极管d3串联，外部vcc电压连接二极管d1阳极供电,二极管d3接地，d3阴级接地，电容c8的一端连接参考gnd，电容c8的另一端与功分电路晶体管栅极连接。二极管d3接地，电容c8的另一端还与晶体管m4的漏极和晶体管m5的源极连接。二极管d1、二极管d2、二极管d3、晶体管m4、晶体管m5构成分压电路，给晶体管m1_1、晶体管m1_2
…
晶体管m1_n提供栅极电压。分压电压连接至晶体管m4的漏极，电容c8提供滤波、去噪效果。
29.偏置电路为lna提供稳定的直流静态工作点，并且具有温度补偿功能，使整体电路在高低温状态下性能都能正常工作。采用晶体管偏置的优势在于偏置晶体管与放大管有相同极性的温度系数，可对信号放大电路103提供一定的温度补偿作用，降低高低温对有源功
分器性能的影响。
30.本发明的有源n路功分电路104可通过多种集成电路工艺实现，包括但不限于cmos工艺、化合物半导体等工艺实现，通用性强，通过集成电路版图布图，实现4路功率分配电路面积可控制0.5mm2内，可单独形成一个芯片，也可作为ip核集成在soc芯片中作为接收前端芯片。
31.在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
32.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
33.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
34.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：

1.一种多分路功率分配电路，其特征在于，包括：输入匹配电路、信号放大电路、偏置电路和功分电路，所述输入匹配电路与所述信号放大电路连接，所述偏置电路为所述信号放大电路提供偏置电压，所述信号放大电路将信号传输至所述功分电路，所述功分电路设置有不少于两个晶体管，所述晶体管与功率分配电路的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种多分路功率分配电路，其特征在于：所述输入匹配电路包括电容c6、电感l3、电容c5和电阻r9，所述电容c6和电感l3串联，所述电容c5和电阻r9串联，所述电感l3与所述电容c5连接。3.根据权利要求1所述的一种多分路功率分配电路，其特征在于：所述信号放大电路包括晶体管m1和电感l2，所述电感l2与所述晶体管m1连接。4.根据权利要求1所述的一种多分路功率分配电路，其特征在于：所述功分电路包括晶体管m1-1、晶体管m1-2和电容，所述晶体管m1-1和晶体管m1-2的漏极分别与电容连接，所述晶体管m1-1、晶体管m1-2的功率大小相同。5.根据权利要求1所述的一种多分路功率分配电路，其特征在于：所述功分电路包括晶体管m1-1、晶体管m1-2和电容，所述晶体管m1-1和晶体管m1-2的漏极分别与电容连接，所述晶体管m1-1和晶体管m1-2的功率大小不同。6.根据权利要求4所述的一种多分路功率分配电路，其特征在于：所述功分电路还包括电阻r1-1和电阻r1-2，所述电阻r1-1和电阻r1-2分别与所述晶体管m1-1和晶体管m1-2连接。7.根据权利要求1所述的一种多分路功率分配电路，其特征在于：所述偏置电路包括第一偏置电路和第二偏置电路，所述第一偏置电路用于为晶体管m1提供偏置电压，所述第二偏置电路用于为晶体管m1-1和晶体管m1-2提供偏置电压。8.根据权利要求7所述的一种多分路功率分配电路，其特征在于：所述第一偏置电路包括晶体管m3，所述晶体管m3的漏极和晶体管m3的栅极连接，所述晶体管m3的源极接地。9.根据权利要求7所述的一种多分路功率分配电路，其特征在于：所述第一偏置电路还包括电阻r10、电阻r11、电容c7和电感l4，所述电容c7的一端与电阻r11、电阻r10、电感l4相连接，所述电容c7的另一端接地。10.根据权利要求7所述的一种多分路功率分配电路，其特征在于：所述第二偏置电路包括二极管d1、二极管d2、二极管d3、晶体管m4、晶体管m5和电容c8，所述二极管d1、二极管d2、晶体管m5、晶体管m4和二极管d3串联，所述二极管d1连接外部电压，所述二极管d3接地，所述电容c8与所述二极管d2、二极管d1和晶体管m5串联。

技术总结

本发明公开了一种多分路功率分配电路，包括输入匹配电路、信号放大电路、偏置电路和功分电路，输入匹配电路与信号放大电路连接，偏置电路为信号放大电路提供偏置电压，信号放大电路将信号传输至功分电路，功分电路设置有不少于两个晶体管，所述晶体管与输出端连接。本发明通过偏置电路为信号放大电路提供偏置电压，功分电路中采用晶体管，实现多路功分，无需过多电感元件，减低成本；本发明电路结构简单，功分通道可以灵活分配。功分通道可以灵活分配。功分通道可以灵活分配。