CN111294000A - 一种匹配网络可重构的多功能功率放大器和雷达系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种匹配网络可重构的多功能功率放大器及雷达系统，其中匹配网络可重构的多功能功率放大器包括：发射功率放大器模块、输出级可重构匹配网络模块以及供电控制模块。供电控制模块用于在发射状态时控制：发射功率放大器模块偏置上电，输出级可重构匹配网络模块重构为发射信号输出匹配网络；供电控制模块用于在接收状态时控制：发射功率放大器模块偏置掉电，输出级可重构匹配网络模块重构为接收信号传输网络。本发明通过对功率放大器末级匹配网络进行可重构设计，使其同时具备发射和接收功能，省去传统射频收发组件中的环形器或单刀双掷射频收发开关，提高了芯片集成度，减少了组件元器件数量，同时提高了系统性能。

Description

一种匹配网络可重构的多功能功率放大器和雷达系统

技术领域

本发明涉及半导体微波集成电路技术领域，尤其涉及一种匹配网络可重构的多功能功率放大器及采用该匹配网络可重构的多功能功率放大器的雷达系统。

背景技术

在传统雷达系统的射频收发组件中，射频前端常常使用环形器连接发射功率放大器PA和接收前端器件（限幅器LIM和/或接收低噪声放大器LNA），用来进行射频收发的切换。如图1所示，为现有射频收发组件的环形器收发切换实施例的原理图，其中通过第一环形器Cir1和第二环形器Cir2为发射射频信号和接收射频信号提供不同的传输路径。请参阅图2，为现有射频收发组件的单刀双掷射频收发开关收发切换实施例的原理图。在该方案中，将环形器替换为单刀双掷射频收发开关K1。图1和图2中TX为雷达系统的射频输入端，RX为雷达系统的射频信号接收端，COM为射频信号收发公共端。

由于环形器一般由铁氧体材料制成，体积和重量都较大，无法和射频前端芯片集成，随着射频收发组件对系统集成度和重量要求的提高，环形器的应用逐渐受到限制，需要找到一种具有高集成度和高性能的解决方案。单刀双掷射频收发开关的缺点为集成度低，面积较大，虽然有些可以和芯片集成，但损耗较大，影响系统整体性能，降低了收发组件的整体效率。

因此，随着射频收发系统集成度和对系统性能要求的日益提高，传统射频收发组件中的环形器或单刀双掷开关方案已渐渐不能满足系统体积、重量、集成度、射频性能等方面的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有射频收发组件中的环形器或单刀双掷开关方案的集成度低或者损耗大的缺陷，提供一种匹配网络可重构的多功能功率放大器及采用该匹配网络可重构的多功能功率放大器的雷达系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种匹配网络可重构的多功能功率放大器，包括：发射功率放大器模块、输出级可重构匹配网络模块以及供电控制模块；

所述发射功率放大器模块的输入端与多功能功率放大器的射频输入端连接，用于对待发射的射频信号进行放大后输出；所述输出级可重构匹配网络模块具有输入端、输出端和公共端，分别连接至所述发射功率放大器模块的输出端、多功能功率放大器的射频信号接收端和射频信号收发公共端；所述供电控制模块与所述发射功率放大器模块和输出级可重构匹配网络模块连接；

所述供电控制模块用于在发射状态时发送信号控制各个模块工作在以下状态：所述发射功率放大器模块偏置上电，所述输出级可重构匹配网络模块重构为发射信号输出匹配网络，使待发射的射频信号输入到所述发射功率放大器模块放大后，再由发射信号输出匹配网络传输至射频信号收发公共端输出；

所述供电控制模块用于在接收状态时发送信号控制各个模块工作在以下状态：所述发射功率放大器模块偏置掉电，所述输出级可重构匹配网络模块重构为接收信号传输网络，使接收的射频信号经过所述射频信号收发公共端输入到所述接收信号传输网络后，再通过所述多功能功率放大器的射频信号接收端输出。

在根据本发明所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器中，优选地，所述输出级可重构匹配网络模块包括发射信号输出匹配单元、接收信号传输单元和匹配网络重构单元；

所述发射信号输出匹配单元的输入端与所述发射功率放大器模块的输出端连接；

所述接收信号传输单元的输出端与所述多功能功率放大器的射频信号接收端连接；

所述匹配网络重构单元的第一端与所述发射信号输出匹配单元的输出端连接，所述匹配网络重构单元的第二端与所述接收信号传输单元的输入端连接，所述匹配网络重构单元的第三端连接至射频信号收发公共端，且所述匹配网络重构单元根据所述供电控制模块的控制信号切换发射信号输出匹配单元或者所述接收信号传输单元工作，分别使所述输出级可重构匹配网络模块重构为发射信号输出匹配网络或者接收信号传输网络。

在根据本发明所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器中，优选地，所述匹配网络重构单元包括：第一电感至第三电感、第一电容至第二电容、第一场效应管和第二场效应管；所述第一电感、第三电感和第二电容串联在所述匹配网络重构单元的第一端与第三端之间；所述第一电感和第三电感之间的节点通过第一电容接地，同时通过第二电感连接所述匹配网络重构单元的第二端，且所述匹配网络重构单元的第一端通过第一场效应管接地，所述匹配网络重构单元的第二端通过第二场效应管接地，并且第一场效应管和第二场效应管的栅极均连接至所述供电控制模块。

在根据本发明所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器中，优选地，所述发射信号输出匹配单元包括：第四电感至第七电感、第三电容至第四电容；第四电感、第六电感、第四电容、第七电感依次串联在所述发射信号输出匹配单元的输入端与输出端之间；所述第四电感和第六电感之间的节点通过第五电感接地，所述第六电感和第四电容之间的节点通过第三电容接地。

在根据本发明所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器中，优选地，所述接收信号传输单元包括：第五电容至第六电容以及第八电感；所述第五电容和第八电感串联在接收信号传输单元的输入端和输出端之间；所述第五电容和第八电感之间的节点通过第六电容接地。

在根据本发明所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器中，优选地，所述发射功率放大器模块包括：第一级放大器、第二级放大器、第三级放大器、输入级匹配网络、第一中间级匹配网络和第二中间级匹配网络；所述输入级匹配网络的输入端与多功能功率放大器的射频输入端连接，所述输入级匹配网络的输出端与第一级放大器的输入端相连；第一级放大器的输出端与第一中间级匹配网络的输入端相连；第一中间级匹配网络的输出端与第二级放大器的输入端相连；第二级放大器的输出端与第二中间级匹配网络的输入端相连；第二中间级匹配网络的输出端与第三级放大器的输入端相连；第三级放大器的输出端与可重构匹配网络的输入端相连。

在根据本发明所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器中，优选地，所述第一级放大器包括第三场效应管；第二级放大器包括第四场效应管；所述第三级放大器包括第五场效应管和第六场效应管；且第三场效应管至第六场效应管均由所述供电控制模块提供偏置电压；所述待发射的射频信号经所述输入级匹配网络匹配后由第一级放大器放大，再通过第一中间级匹配网络匹配至第二级放大器，再通过第二中间级匹配网络平均分为两路分别输入到第三级放大器的两个场效应管放大后输出。

在根据本发明所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器中，优选地，所述输入级匹配网络包括：第七电容、第八电容、第一传输线和第二传输线；所述第七电容和第二传输线串联在射频信号输入端和第三场效应管的栅极之间，且第七电容和第二传输线之间的节点通过串联的第一传输线和第八电容接地。

在根据本发明所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器中，优选地，所述第一中间级匹配网络包括：第三传输线至第六传输线、第九电容至第十二电容；第三传输线、第十一电容和第四传输线依次串联在第一中间级匹配网络的输入端和输出端之间，且第三传输线和第十一电容之间的节点通过依次串联的第五传输线和第九电容接地，且所述第三传输线和第十一电容之间的节点还通过第十电容接地，所述第一中间级匹配网络的输出端还通过依次串联的第六传输线和第十二电容接地。

在根据本发明所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器中，优选地，所述第二中间级匹配网络包括：第七传输线至第十传输线、第十三电容至第十七电容；第七传输线、第十四电容和第十五电容串联在第二中间级匹配网络的输入端与地之间，第七传输线和第十四电容之间的节点通过依次串联的第八传输线和第十三电容接地；第十四电容和第十五电容之间的节点连接至第五场效应管和第六场效应管的栅极，且通过串联的第九传输线和第十六电容接地，以及通过串联的第十传输线和第十七电容接地。

本发明还提供了一种雷达系统，包括如前所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器。

实施本发明的匹配网络可重构的多功能功率放大器及其雷达系统，具有以下有益效果：本发明通过对功率放大器末级匹配网络进行可重构设计，使其同时具备发射和接收功能，省去传统射频收发组件中的环形器或单刀双掷射频收发开关；本发明易于集成到功率放大器芯片内，提高了芯片集成度，减少了组件元器件数量，同时提高了系统性能。

附图说明

图1为现有射频收发组件的环形器收发切换实施例的原理图；

图2为现有射频收发组件的单刀双掷射频收发开关收发切换实施例的原理图；

图3为根据本发明优选实施例的匹配网络可重构的多功能功率放大器的原理框图；

图4为根据本发明优选实施例的匹配网络可重构的多功能功率放大器中输出级可重构匹配网络模块的电路原理图；

图5为根据本发明优选实施例的匹配网络可重构的多功能功率放大器中输出级可重构匹配网络模块在发射状态的等效电路图；

图6为根据本发明优选实施例的匹配网络可重构的多功能功率放大器中输出级可重构匹配网络模块在接收状态的等效电路图；

图7为根据本发明优选实施例的匹配网络可重构的多功能功率放大器中发射功率放大器模块的电路原理图；

图8为根据本发明优选实施例的雷达系统中多功能功率放大器的连接关系图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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做出创造性劳动的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。

请参阅图3，为根据本发明优选实施例的匹配网络可重构的多功能功率放大器的原理框图。如图3所示，该实施例提供的匹配网络可重构的多功能功率放大器包括：发射功率放大器模块100、输出级可重构匹配网络模块200以及供电控制模块300。

其中发射功率放大器模块100的输入端与多功能功率放大器的射频输入端PA_TX连接，用于对待发射的射频信号进行放大后输出。

输出级可重构匹配网络模块200具有输入端、输出端和公共端。输出级可重构匹配网络模块200的输入端连接至发射功率放大器模块100的输出端J1。输出级可重构匹配网络模块200的输出端连接至多功能功率放大器的射频信号接收端PA_RX。输出级可重构匹配网络模块200的公共端连接至射频信号收发公共端COM。

供电控制模块300与发射功率放大器模块100和输出级可重构匹配网络模块200连接。

本发明的匹配网络可重构的多功能功率放大器可以工作在两种工作状态：发射状态或者接收状态。下面对两种模式的电路工作状态进行具体介绍。

供电控制模块300用于在选择发射状态时发送信号控制各个模块工作在以下状态：发射功率放大器模块100偏置上电工作，输出级可重构匹配网络模块200重构为发射信号输出匹配网络，使多功能功率放大器的射频输入端PA_TX的待发射的射频信号输入到发射功率放大器模块100放大后，再由发射信号输出匹配网络输出至射频信号收发公共端COM输出。此时整个多功能功率放大器实现射频信号发射功能。

供电控制模块300用于在选择接收状态时发送信号控制各个模块工作在以下状态：发射功率放大器模块100偏置掉电停止工作，输出级可重构匹配网络模块200重构为接收信号传输网络，使接收的射频信号经过所述射频信号收发公共端COM输入到接收信号传输网络后，再通过多功能功率放大器的射频信号接收端PA_RX输出。此时整个多功能功率放大器实现射频信号接收功能。

请参阅图4，为根据本发明优选实施例的匹配网络可重构的多功能功率放大器中输出级可重构匹配网络模块的电路原理图。如图4所示，该实施例中输出级可重构匹配网络模块200包括发射信号输出匹配单元210、接收信号传输单元220和匹配网络重构单元230。

发射信号输出匹配单元210的输入端与发射功率放大器模块100的输出端J1连接。接收信号传输单元220的输出端与多功能功率放大器的射频信号接收端PA_RX连接。

匹配网络重构单元230的第一端与发射信号输出匹配单元210的输出端连接，匹配网络重构单元230的第二端与接收信号传输单元220的输入端连接，匹配网络重构单元230的第三端连接至输出级可重构匹配网络模块200的射频信号收发公共端COM，且匹配网络重构单元230根据供电控制模块300的控制信号切换发射信号输出匹配单元210或者接收信号传输单元220工作，分别使输出级可重构匹配网络模块200重构为发射信号输出匹配网络或者接收信号传输网络。

具体地，其中匹配网络重构单元230包括：第一电感L1至第三电感L3、第一电容C1至第二电容C2、第一场效应管F1和第二场效应管F2。其中第一电感L1、第三电感L3和第二电容C2串联在匹配网络重构单元230的第一端与第三端之间。第一电感L1和第三电感L3之间的节点通过第一电容C1接地，同时通过第二电感L2连接匹配网络重构单元230的第二端，且匹配网络重构单元230的第一端通过第一场效应管F1接地，匹配网络重构单元230的第二端通过第二场效应管F2接地，并且第一场效应管F1和第二场效应管F2的栅极连接至供电控制模块300，由供电控制模块300提供外部控制电压。其中第一场效应管F1和第二场效应管F2优选为GaAs pHEMT，即砷化镓赝配高电子迁移率晶体管。

发射信号输出匹配单元210可以包括：第四电感L4至第七电感L7、第三电容C3至第四电容C4。其中第四电感L4、第六电感L6、第四电容C4、第七电感L7依次串联在发射信号输出匹配单元210的输入端与输出端之间。第四电感L4和第六电感L6之间的节点通过第五电感L5接地，第六电感L6和第四电容C4之间的节点通过第三电容C3接地。

接收信号传输单元220可以包括：第五电容C5至第六电容C6以及第八电感L8。其中第五电容C5和第八电感L8串联在接收信号传输单元220的输入端和输出端之间。第五电容C5和第八电感L8之间的节点通过第六电容C6接地。

本发明的可重构匹配网络的重构原理是利用匹配网络重构单元230中并联pHEMT（赝配高电子迁移率晶体管）器件在导通和截止状态下的两种不同等效特性，即并联pHEMT器件截止时等效为并联电容，导通时等效为到地电阻，将并联pHEMT器件等效的并联电容和到地电阻作为可重构匹配网络的一个元件设计到网络中，通过控制pHEMT器件的导通或截止状态，使输出级滤波器匹配网络在不同模式下具有不同的阻抗变换特性，进而实现发射和接收模式的切换。

请参阅图5，为根据本发明优选实施例的匹配网络可重构的多功能功率放大器中输出级可重构匹配网络模块在发射状态的等效电路图。如图5所示，当供电控制模块300发送控制信号使得并联的第一场效应管F1截止等效为第一并联电容C_F1，并联的第二场效应管F2导通等效为第二到地电阻R_F2，此时接收信号传输单元220被短路，发射信号输出匹配单元210和匹配网络重构单元230重构为发射信号输出匹配网络。发射信号输出匹配网络一端为发射功率放大器模块的第三级放大器管芯提供最优负载阻抗，一端在射频信号收发公共端COM匹配到50欧姆负载阻抗，同时尽可能减小两个端口之间的损耗。

请参阅图6，为根据本发明优选实施例的匹配网络可重构的多功能功率放大器中输出级可重构匹配网络模块在接收状态的等效电路图。如图6所示，当供电控制模块300发送控制信号使得并联的第二场效应管F2截止等效为第二并联电容C_F2，并联的第一场效应管F1导通等效为第一到地电阻R_F1，此时发射信号输出匹配单元210被短路，由接收信号传输单元220和匹配网络重构单元230重构为接收信号传输网络。该接收信号传输网络一端在多功能功率放大器的射频信号接收端PA_RX匹配到50欧姆负载阻抗，一端在射频信号收发公共端COM匹配到50欧姆负载阻抗，同时尽可能减小两个端口之间的损耗。

综上，本发明的输出级可重构匹配网络模块200通过控制并联pHEMT器件的导通和截止，既实现了传统的开关切换模式功能，又达到了降低损耗和减小体积的目的。

请参阅图7，为根据本发明优选实施例的匹配网络可重构的多功能功率放大器中发射功率放大器模块的电路原理图。如图7所示，该发射功率放大器模块100优选包括：第一级放大器、第二级放大器、第三级放大器、输入级匹配网络110、第一中间级匹配网络120和第二中间级匹配网络130。输入级匹配网络110的输入端与多功能功率放大器的射频输入端PA_TX连接，输入级匹配网络110的输出端与第一级放大器的输入端相连，第一级放大器的输出端与第一中间级匹配网络120的输入端相连；第一中间级匹配网络120的输出端与第二级放大器的输入端相连；第二级放大器的输出端与第二中间级匹配网络130的输入端相连；第二中间级匹配网络130的输出端与第三级放大器的输入端相连；第三级放大器的输出端与输出级可重构匹配网络模块200的输入端相连。

其中，第一级放大器包括一个场效应管，即第三场效应管F3。第二级放大器包括一个场效应管，即第四场效应管F4。第三级放大器包括两个场效应管，即第五场效应管F5和第六场效应管F6。这些场效应管优选为GaAs pHEMT器件。这些场效应管的栅极和漏极均通过供电控制模块300提供外部栅极和漏极偏置电压。其中，待发射的射频信号经输入级匹配网络110匹配后由第一级放大器放大，再通过第一中间级匹配网络120匹配至第二级放大器，再通过第二中间级匹配网络130平均分为两路分别输入到第三级放大器的两个场效应管放大后输出，后续进入输出级可重构匹配网络模块200进一步处理。

具体地，输入级匹配网络110包括：第七电容C7、第八电容C8、第一传输线T1和第二传输线T2，其中第七电容C7和第二传输线T2串联在多功能功率放大器的射频输入端PA_TX和第三场效应管F3的栅极之间，且第七电容C7和第二传输线T2之间的节点通过串联的第一传输线T1和第八电容C8接地。

第一中间级匹配网络120包括：第三传输线T3至第六传输线T6、第九电容C9至第十二电容C12。其中第三传输线T3、第十一电容C11和第四传输线T4依次串联在第一中间级匹配网络120的输入端和输出端之间，且第三传输线T3和第十一电容C11之间的节点通过依次串联的第五传输线T5和第九电容C9接地，且第三传输线T3和第十一电容C11之间的节点还通过第十电容C10接地，第一中间级匹配网络120的输出端还通过依次串联的第六传输线T6和第十二电容C12接地。第一中间级匹配网络120的输入端连接至第三场效应管F3的漏极。第一中间级匹配网络120的输出端连接至第四场效应管F4的栅极。第三场效应管F3和第四场效应管F4的源极接地。

第二中间级匹配网络130包括：第七传输线T7至第十传输线T10、第十三电容C13至第十七电容C17。其中第七传输线T7、第十四电容C14和第十五电容C15串联在第二中间级匹配网络130的输入端与地之间，第七传输线T7和第十四电容C14之间的节点通过依次串联的第八传输线T8和第十三电容C13接地。第十四电容C14和第十五电容C15之间的节点连接至第五场效应管F5和第六场效应管F6的栅极，且通过串联的第九传输线T9和第十六电容C16接地，以及通过串联的第十传输线T10和第十七电容C17接地。第五场效应管F5和第六场效应管F6的源极接地，漏极相连并连接至发射功率放大器模块100的输出端J1。

因此，供电控制模块300可以为输出级可重构匹配网络模块200中并联pHEMT器件的栅极提供外部控制电压，以及为发射功率放大器模块100中各级管芯栅极、漏极提供外部偏置电压。供电控制模块300通过变化控制电压使可重构匹配网络进行功能切换，并实现一定的去耦功能。

在本发明更优选的实施例中，该发射功率放大器模块100、输出级可重构匹配网络模块200以及供电控制模块300均集成在同一芯片中。即本发明的匹配网络可重构的多功能功率放大器可以采用GaAs pHEMT工艺制作在同一块GaAs衬底的MMIC（单片微波集成电路）芯片上，但本发明的内涵不限于具体的芯片制造工艺。

由此可见，本发明提供了一种通过可重构匹配网络实现收发功能重构的多功能功率放大器。利用并联pHEMT器件截止时等效为并联电容和导通时等效为到地电阻的可重构特性，将其与功率放大器的输出级匹配网络进行整合设计。在发射状态下，所述可重构匹配网络可以为末级管芯提供工作频段内最优的输出阻抗，在射频信号收发公共端COM实现50欧姆负载阻抗匹配，同时尽可能减小末级管芯到射频信号收发公共端COM的损耗，使功率放大器实现高效率输出；在接收状态下，所述可重构匹配网络可以实现射频信号收发公共端COM和多功能功率放大器的射频信号接收端PA_RX的50欧姆负载阻抗匹配，同时在工作频段内尽可能减小射频信号收发公共端COM到多功能功率放大器的射频信号接收端PA_RX的损耗，以降低整个接收链路的噪声系数。

本发明还提供了一种雷达系统，包括如前所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器。请参阅图8，为根据本发明优选实施例的雷达系统中多功能功率放大器的连接关系图。这里雷达系统可以为有源相控阵雷达系统，其硬件系统中包括射频收发组件，而该射频收发组件可以采用如前所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器。该射频收发组件中还可以包括其它必要模块，接收限幅器LIM和接收低噪声放大器LNA。其中，多功能功率放大器10的射频输入端PA_TX与雷达系统的射频输入端TX连接，多功能功率放大器10的射频信号接收端PA_RX依次通过接收限幅器LIM和接收低噪声放大器LNA与雷达系统的射频信号接收端RX连接。系统处于发送状态时，雷达系统待发射的射频信号通过雷达系统的射频输入端TX进入多功能功率放大器10再通过射频信号收发公共端COM输出。系统处于接收状态时，外部接收的射频信号由射频信号收发公共端COM输入，经过多功能功率放大器10的输出级可重构匹配网络模块，并由多功能功率放大器10的射频信号接收端PA_RX输出至接收限幅器LIM进行限幅，再经过接收低噪声放大器LNA放大后通过雷达系统的射频信号接收端RX输出给接收链路中的其他元器件。

综上所述，本发明提供的匹配网络可重构的多功能功率放大器通过改变传统只实现单一阻抗匹配功能的匹配网络设计，引入可重构的电路匹配元件，使其可以实现收发功能切换，省去了传统射频收发组件中的环形器或单刀双掷开关，并且所述输出级可重构匹配网络的损耗要小于传统功率放大器和环形器或单刀双掷开关级联的方案。本发明所提出的多功能功率放大器有利于减轻系统重量，减少芯片数量，提高系统性能和可靠性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种匹配网络可重构的多功能功率放大器，其特征在于，包括：发射功率放大器模块、输出级可重构匹配网络模块以及供电控制模块；

所述发射功率放大器模块的输入端与多功能功率放大器的射频输入端连接，用于对待发射的射频信号进行放大后输出；所述输出级可重构匹配网络模块具有输入端、输出端和公共端，分别连接至所述发射功率放大器模块的输出端、多功能功率放大器的射频信号接收端和射频信号收发公共端；所述供电控制模块与所述发射功率放大器模块和输出级可重构匹配网络模块连接；

所述供电控制模块用于在发射状态时发送信号控制各个模块工作在以下状态：所述发射功率放大器模块偏置上电，所述输出级可重构匹配网络模块重构为发射信号输出匹配网络，使待发射的射频信号输入到所述发射功率放大器模块放大后，再由发射信号输出匹配网络传输至射频信号收发公共端输出；

所述供电控制模块用于在接收状态时发送信号控制各个模块工作在以下状态：所述发射功率放大器模块偏置掉电，所述输出级可重构匹配网络模块重构为接收信号传输网络，使接收的射频信号经过所述射频信号收发公共端输入到所述接收信号传输网络后，再通过多功能功率放大器的射频信号接收端输出。

2.根据权利要求1所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器，其特征在于，所述输出级可重构匹配网络模块包括发射信号输出匹配单元、接收信号传输单元和匹配网络重构单元；

所述发射信号输出匹配单元的输入端与所述发射功率放大器模块的输出端连接；

所述接收信号传输单元的输出端与所述多功能功率放大器的射频信号接收端连接；

所述匹配网络重构单元的第一端与所述发射信号输出匹配单元的输出端连接，所述匹配网络重构单元的第二端与所述接收信号传输单元的输入端连接，所述匹配网络重构单元的第三端连接至射频信号收发公共端，且所述匹配网络重构单元根据所述供电控制模块的控制信号切换发射信号输出匹配单元或者所述接收信号传输单元工作，分别使所述输出级可重构匹配网络模块重构为发射信号输出匹配网络或者接收信号传输网络。

3.根据权利要求2所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器，其特征在于，所述匹配网络重构单元包括：第一电感至第三电感、第一电容至第二电容、第一场效应管和第二场效应管；所述第一电感、第三电感和第二电容串联在所述匹配网络重构单元的第一端与第三端之间；所述第一电感和第三电感之间的节点通过第一电容接地，同时通过第二电感连接所述匹配网络重构单元的第二端，且所述匹配网络重构单元的第一端通过第一场效应管接地，所述匹配网络重构单元的第二端通过第二场效应管接地，并且第一场效应管和第二场效应管的栅极均连接至所述供电控制模块。

4.根据权利要求2所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器，其特征在于，所述发射信号输出匹配单元包括：第四电感至第七电感、第三电容至第四电容；第四电感、第六电感、第四电容、第七电感依次串联在所述发射信号输出匹配单元的输入端与输出端之间；所述第四电感和第六电感之间的节点通过第五电感接地，所述第六电感和第四电容之间的节点通过第三电容接地。

5.根据权利要求2所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器，其特征在于，所述接收信号传输单元包括：第五电容至第六电容以及第八电感；所述第五电容和第八电感串联在接收信号传输单元的输入端和输出端之间；所述第五电容和第八电感之间的节点通过第六电容接地。

6.根据权利要求1所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器，其特征在于，所述发射功率放大器模块包括：第一级放大器、第二级放大器、第三级放大器、输入级匹配网络、第一中间级匹配网络和第二中间级匹配网络；所述输入级匹配网络的输入端与多功能功率放大器的射频输入端连接，所述输入级匹配网络的输出端与第一级放大器的输入端相连；第一级放大器的输出端与第一中间级匹配网络的输入端相连；第一中间级匹配网络的输出端与第二级放大器的输入端相连；第二级放大器的输出端与第二中间级匹配网络的输入端相连；第二中间级匹配网络的输出端与第三级放大器的输入端相连；第三级放大器的输出端与可重构匹配网络的输入端相连。

7.根据权利要求6所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器，其特征在于，所述第一级放大器包括第三场效应管；第二级放大器包括第四场效应管；所述第三级放大器包括第五场效应管和第六场效应管；且第三场效应管至第六场效应管均由所述供电控制模块提供偏置电压；所述待发射的射频信号经所述输入级匹配网络匹配后由第一级放大器放大，再通过第一中间级匹配网络匹配至第二级放大器，再通过第二中间级匹配网络平均分为两路分别输入到第三级放大器的两个场效应管放大后输出。

8.根据权利要求7所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器，其特征在于，所述输入级匹配网络包括：第七电容、第八电容、第一传输线和第二传输线；所述第七电容和第二传输线串联在射频信号输入端和第三场效应管的栅极之间，且第七电容和第二传输线之间的节点通过串联的第一传输线和第八电容接地。

9.根据权利要求7所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器，其特征在于：

所述第一中间级匹配网络包括：第三传输线至第六传输线、第九电容至第十二电容；第三传输线、第十一电容和第四传输线依次串联在第一中间级匹配网络的输入端和输出端之间，且第三传输线和第十一电容之间的节点通过依次串联的第五传输线和第九电容接地，且所述第三传输线和第十一电容之间的节点还通过第十电容接地，所述第一中间级匹配网络的输出端还通过依次串联的第六传输线和第十二电容接地；

所述第二中间级匹配网络包括：第七传输线至第十传输线、第十三电容至第十七电容；第七传输线、第十四电容和第十五电容串联在第二中间级匹配网络的输入端与地之间，第七传输线和第十四电容之间的节点通过依次串联的第八传输线和第十三电容接地；第十四电容和第十五电容之间的节点连接至第五场效应管和第六场效应管的栅极，且通过串联的第九传输线和第十六电容接地，以及通过串联的第十传输线和第十七电容接地。

10.一种雷达系统，其特征在于，包括权利要求1~9中任一项所述的匹配网络可重构的多功能功率放大器。

Images