CN115940990B - 一种超宽带收发多功能芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超宽带收发多功能芯片，集成电路技术领域，包括第一开关切换网络、第二开关切换网络、超宽带发射放大网络和超宽带接收放大网络；第一开关切换网络的输出端、超宽带发射放大网络和第二开关切换网络的输入端依次连接；第二开关切换网络的输出端、超宽带接收放大网络和第一开关切换网络的输入端依次连接；第一开关切换网络设置有超宽带收发多功能芯片的发射输入端/接收输出端；第二开关切换网络设置有超宽带收发多功能芯片的发射输出端/接收输入端。本发明具有超宽带、高收发隔离、接收高线性高谐波抑制、发射高增益高功率、高集成度和高一致性等特点。

Description

一种超宽带收发多功能芯片

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种超宽带收发多功能芯片。

背景技术

收发组件是有源阵列天线的核心组成单元，在综合射频系统、相控阵雷达和数字阵列雷达等领域被广泛应用。收发多功能芯片是收发组件的关键部件，主要由微波单片集成电路技术实现。将收发组件中的低噪声放大器、开关和功率放大器等通过设计在芯片内部集成，就得到了典型的收发多功能芯片，这种设计方案有利于系统的小型化和集成化发展。目前越来越多的系统应用提出了超宽带、低噪声、高功率，高线性度和高谐波抑制度的要求，而如何在超宽带工作频带内实现这些性能指标，提高系统的动态范围和抗干扰能力，则对收发多功能芯片提出了更高的设计要求。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种超宽带收发多功能芯片。

本发明的技术方案是：一种超宽带收发多功能芯片包括第一开关切换网络、第二开关切换网络、超宽带发射放大网络和超宽带接收放大网络；

第一开关切换网络的输出端、超宽带发射放大网络和第二开关切换网络的输入端依次连接；第二开关切换网络的输出端、超宽带接收放大网络和第一开关切换网络的输入端依次连接；第一开关切换网络设置有超宽带收发多功能芯片的发射输入端/接收输出端；第二开关切换网络设置有超宽带收发多功能芯片的发射输出端/接收输入端。

本发明的有益效果是： 本发明第一开关切换网络采用一串一并对称结构，兼顾低插损和高隔离度，在超宽带内实现信号的接收通道输出和发射通道输入状态切换；第二开关切换网络采用双栅对称结构，兼顾低插损和高功率特性，在超宽带内实现信号的接收通道输入和发射通道输出状态切换；超宽带发射放大网络采用改进的共源共栅+行波结构，可实现高增益高功率输出特性；超宽带接收放大网络采用巴伦平衡式差分放大结构，可在超宽带范围内实现高线性和高谐波抑制放大功能。本发明具有超宽带、高收发隔离、接收高线性高谐波抑制、发射高增益高功率、高集成度和高一致性等特点。

进一步地，第一开关切换网络包括微带线TL1、微带线TL2、微带线TL3、晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3和晶体管M4；

晶体管M1的漏极作为第一开关切换网络的发射输入端/接收输出端，并与晶体管M1的源极连接；晶体管M1的栅极和开关通断状态控制信号V2连接，其源极分别与晶体管M4的源极和微带线TL1的一端连接；微带线TL1的另一端作为第一开关切换网络的输出端；晶体管M2的栅极和开关通断状态控制信号V1连接，其漏极和微带线TL2的一端连接；微带线TL2的另一端分别与晶体管M3的源极和微带线TL3的一端连接；微带线TL3的另一端作为第一开关切换网络的输入端；晶体管M3的栅极和开关通断状态控制信号V2连接；晶体管M3的漏极和晶体管M4的漏极均接地。

上述进一步方案的有益效果是：第一开关切换网络用在发射信号输入端和接收信号输出端，采用一串一并的开关管结构，在超宽带工作频带内兼顾低插损和高隔离度的需求，V1和V2为开关通断状态的控制信号，通过0/-5V的高低电平切换实现开关状态的变换。

进一步地，超宽带发射放大网络包括电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻46、接地电阻R47、电阻R48、电阻R49、接地电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R60、电阻R61、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、接地电容C21、接地电容C22、接地电容C23、接地电容C24、接地电容C25、接地电容C26、接地电容C27、接地电容C28、接地电容C29、接地电容C30、接地电容C31、接地电容C32、接地电容C33、接地电容C34、接地电容C35、接地电容C36、电容C37、接地电容C38、电容C39、电感L7、电感L8、微带线TL7、微带线TL8、微带线TL9、微带线TL10、微带线TL11、微带线TL12、微带线TL13、微带线TL14、微带线TL15、晶体管M13、晶体管M14、晶体管M15、晶体管M16、晶体管M17、晶体管M18、晶体管M19、晶体管M20、晶体管M21和晶体管M22；

电容C39的一端作为超宽带发射放大网络的输入端，其另一端和微带线TL7的一端连接；微带线TL7的另一端分别与电阻R19的一端、电容C17的一端和微带线TL8的一端连接；微带线TL8的另一端分别与电阻R20的一端、电容C18的一端和微带线TL9的一端连接；微带线TL9的另一端分别与电阻R21的一端、电容C19的一端和微带线TL10的一端连接；微带线TL10的另一端分别与电阻R22的一端、电容C20的一端和微带线TL11的一端连接；微带线TL11的另一端和电阻R49的一端连接；电阻R49的另一端和接地电容C21连接；晶体管M21的栅极分别与晶体管M21的漏极、电阻R45的一端、电阻R46的一端和接地电容C34连接，其源极和接地电阻R47连接；晶体管M13的栅极分别与电阻R19的另一端、电阻R23的一端、电阻R46的另一端和电容C17的另一端连接，其源极接地，其漏极和晶体管M17的源极连接；晶体管M17的栅极分别与电阻R30的一端、电阻R34的一端和电阻R44的一端连接，其漏极分别与电阻R40的一端、电感L8的一端和微带线TL12的一端连接；电阻R30的另一端和接地电容C25连接；晶体管M22的栅极分别与晶体管M22的漏极、电阻R51的一端、电阻R52的一端和接地电容C38连接，其源极和接地电阻R50连接；电阻R52的另一端分别与电阻R42的一端、电阻R45的另一端、电阻R48的一端、接地电容C36、电感L7的一端和漏电压VDT连接；电阻R48的另一端和接地电容C35连接；电感L7的另一端分别与电阻R41的一端和电感L8的另一端连接；电阻R41的另一端和接地电容C33连接；电阻R40的另一端和接地电容C32连接；电阻R42的另一端分别与接地电阻R43和电阻R44的另一端连接；晶体管M18的栅极分别与电阻R31的一端、电阻R35的一端、电阻R36的一端和接地电容C29连接，其源极和晶体管M14的漏极连接，其漏极分别与微带线TL12的另一端和微带线TL13的一端连接；电阻R31的另一端和接地电容C26连接；电阻R34的另一端和电阻R35的另一端连接；电阻R23的另一端和电阻R27的一端连接；晶体管M14的栅极分别与电阻R20的另一端、电阻R25的一端、电阻R27的另一端、电容C18的另一端和接地电容C22连接，其源极接地；电阻R25的另一端和电阻R26的一端连接；电阻R36的另一端和电阻R37的一端连接； 晶体管M19的栅极分别与电阻R32的一端、电阻R37的另一端、电阻R38的一端和接地电容C30连接，其源极和晶体管M15的漏极连接，其漏极分别与微带线TL13的另一端和微带线TL14的一端连接；电阻R32的另一端和接地电容C27连接；晶体管M15的栅极分别与电阻R21的另一端、电阻R26的另一端、电阻R60的一端、电容C19的另一端和接地电容C23连接，其源极接地；电阻R60的另一端和电阻R28的一端连接；电阻R38的另一端和电阻R39的一端连接；晶体管M20的栅极分别与电阻R33的一端、电阻R39的另一端和接地电容C31连接，其源极和晶体管M16的漏极连接，其漏极分别与微带线TL14的另一端和微带线TL15的一端连接；电阻R33的另一端和接地电容C28连接；晶体管M16的栅极分别与电阻R22的另一端、电阻R28的另一端、电阻R29的一端、电容C20的另一端和接地电容C24连接，其源极接地；电阻R29的另一端和电阻R61的一端连接；电阻R61的另一端和电阻R51的另一端连接；微带线TL15的另一端和电容C37的一端连接；电容C37的另一端作为超宽带发射放大网络的输出端。

上述进一步方案的有益效果是：超宽带发射放大网络采用改进的共源共栅+行波结构结构，提高放大单元的增益和功率输出能力，性能远高于传统行波放大结构，实现超宽带范围内的高增益和高功率特性；共源管和共栅管的栅极馈电部分均引入隔离电阻和滤波电容，增强级间稳定性设计；偏置单元通过有源管做有源偏置，提供栅极直流偏置和实现射频性能的温补功能，有效地降低电路对工艺波动敏感度，提高电路的线性度，同时采用对称的有源偏置结构，可以进一步改善多级行波单元带来的电流波动性，有利于提高芯片性能的一致性和成品率；馈电部分采用两级串联电感加RC到地电路，以消除电感谐振点，拓展低频带宽，实现超宽带工作；VDT漏极电源滤波部分采用并联C到地和串联RC到地电路，主要实现对电源低频和高频自激不稳定信号进行抑制。

进一步地，超宽带接收放大网络包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、接地电阻R8、电阻R9、电阻R10、接地电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C1、接地电容C2、接地电容C3、接地电容C4、接地电容C5、电容C6、接地电容C7、接地电容C8、接地电容C9、电容C10、接地电容C11、接地电容C12、电容C13、接地电容C14、接地电容C15、接地电容C16、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、晶体管M7、晶体管M8、晶体管M9、晶体管M10、晶体管M11、晶体管M12、第一巴伦和第二巴伦；

第一巴伦的第一输入端作为超宽带接收放大网络的输出端，其第二输入端和接地电容C8连接，其第一输出端和电容C13的一端连接，其第二输出端和电容C6的一端连接，其不平衡端接地；晶体管M7的栅极分别与电阻R1的一端和电阻R7的一端连接，其源极和晶体管M8的漏极连接，其漏极分别与电容C13的另一端和电感L5的一端连接；电阻R1的另一端和接地电容C11连接；晶体管M8的栅极分别与电阻R3的一端和电感L4的一端连接，其源极接地；晶体管M9的栅极分别与电阻R3的另一端、电阻R4的一端、接地电容C12和晶体管M9的漏极连接，其源极和接地电阻R2连接；电阻R4的另一端分别与电阻R5的一端、电阻R9的一端、接地电容C15、电感L6的一端和漏电压VDR连接；电感L6的另一端分别与电阻R6的一端和电感L5的另一端连接；电阻R6的另一端和接地电容C14连接；电阻R9的另一端分别与电阻R7的另一端和接地电阻R8连接；电阻R5的另一端和接地电容C16连接；电感L4的另一端和电容C10的一端连接；电容C10的另一端和第二巴伦的第一输入端连接；第二巴伦的第二输入端和电容C1的一端连接，其第一输出端作为超宽带接收放大网络的输入端，其第二输出端和接地电容C9连接，其不平衡端接地；晶体管M11的栅极分别与电阻R10的一端和电阻R14的一端连接，其源极和晶体管M12的漏极连接，其漏极分别与电容C6的另一端和电感L2的一端连接；电阻R10的另一端和接地电容C2连接；晶体管M12的栅极分别与电阻R12的一端和电感L1的一端连接，其源极接地；电感L1的另一端和电容C1的另一端连接；晶体管M10的栅极分别与晶体管M10的漏极、电阻R12的另一端、电阻R13的一端和接地电容C3连接，其源极和接地电阻R11连接；电阻R13的另一端分别与电阻R16的一端、电阻R17的一端、接地电容C4、电感L3的一端和漏电压VDR连接；电阻R16的另一端分别与电阻R14的另一端和接地电阻R15连接；电感L3的另一端分别与电阻R18的一端和电感L2的另一端连接；电阻R18的另一端和接地电容C7连接；电阻R17的另一端和接地电容C5连接。

上述进一步方案的有益效果是：超宽带接收放大网络采用巴伦平衡式差分放大结构，输入信号通过第二巴伦实现信号的单端转差分以及输入宽带阻抗匹配，两路差分信号分部进入相同的两个放大单元，放大单元则采用共源共栅结构实现低功耗和高线性，放大后的两路差分信号再同时进入第一巴伦实现差分转单端以及输出宽带阻抗匹配。该结构可以在超宽带范围内实现高线性和高二次谐波抑制放大功能，有利于提高系统应用时的动态范围和抗干扰能力。偏置单元通过有源管做有源偏置，提供栅极直流偏置和实现射频性能的温补功能，有效地降低电路对工艺波动敏感度，同时提高电路的线性度；馈电部分采用两级串联电感加RC到地电路，以消除电感谐振点，拓展低频带宽，实现超宽带工作；VDR漏极电源滤波部分采用并联C到地和串联RC到地电路，主要实现对电源低频和高频自激不稳定信号进行抑制。

进一步地，第二开关切换网络包括电容C40、电容C41、电容C42、电容C43、电容C44、微带线TL5、微带线TL6、晶体管M5、晶体管M6、晶体管M23和晶体管M24；

微带线TL6的一端作为第二开关切换网络的输入端，其另一端分别与电容C40的一端和晶体管M6的漏极连接；晶体管M6的栅极分别与电容C40的另一端和开关通断状态控制信号V2连接，其源极分别与电容C42的一端和晶体管M23的漏极连接；晶体管M23的栅极和电容C42的另一端和开关通断状态控制信号V2连接；晶体管M23的源极作为第二开关切换网络的接收输入端/发射输出端，并分别与电容C43的一端和晶体管M24的漏极连接；晶体管M24的栅极分别与电容C43的另一端和开关通断状态控制信号V1连接，其源极分别与电容C41的一端和晶体管M5的漏极连接；晶体管M5的栅极分别与电容C41的另一端和开关通断状态控制信号V1连接，其源极和微带线TL5的一端连接；微带线TL5的另一端作为第二开关切换网络的输出端。

上述进一步方案的有益效果是：第二开关切换网络用在发射信号输出端和接收信号输入端，其插损直接影响接收支路噪声系数和发射支路的输出功率，需要满足小信号低插损设计要求；同时也需要满足发射支路的大信号输出功率下工作在线性区，不影响发射支路的功率压缩特性。本发明采用两个串联双栅开关管堆叠结构，同时在栅漏间引入电容连接，使得开关管的分压更均匀，提高其功率特性，在超宽带工作频带内兼顾插损和高功率处理能力的需求。V1和V2为开关通断状态的控制信号，通过0/-5V的高低电平切换实现开关状态的变换。

附图说明

图1所示为本发明实施例提供的一种超宽带收发多功能芯片原理框图。

图2所示为本发明实施例提供的第一开关切换网络电路图。

图3所示为本发明实施例提供的超宽带发射放大网络电路图。

图4所示为本发明实施例提供的超宽带接收放大网络电路图。

图5所示为本发明实施例提供的第二开关切换网络电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。

如图1所示，本发明提供了一种超宽带收发多功能芯片，包括第一开关切换网络、第二开关切换网络、超宽带发射放大网络和超宽带接收放大网络；

第一开关切换网络的输出端、超宽带发射放大网络和第二开关切换网络的输入端依次连接；第二开关切换网络的输出端、超宽带接收放大网络和第一开关切换网络的输入端依次连接；第一开关切换网络设置有超宽带收发多功能芯片的发射输入端/接收输出端；第二开关切换网络设置有超宽带收发多功能芯片的发射输出端/接收输入端。

在本发明实施例中，如图2所示，第一开关切换网络包括微带线TL1、微带线TL2、微带线TL3、晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3和晶体管M4；

晶体管M1的漏极作为第一开关切换网络的发射输入端/接收输出端，并与晶体管M1的源极连接；晶体管M1的栅极和开关通断状态控制信号V2连接，其源极分别与晶体管M4的源极和微带线TL1的一端连接；微带线TL1的另一端作为第一开关切换网络的输出端；晶体管M2的栅极和开关通断状态控制信号V1连接，其漏极和微带线TL2的一端连接；微带线TL2的另一端分别与晶体管M3的源极和微带线TL3的一端连接；微带线TL3的另一端作为第一开关切换网络的输入端；晶体管M3的栅极和开关通断状态控制信号V2连接；晶体管M3的漏极和晶体管M4的漏极均接地。

在本发明实施例中，如图3所示，超宽带发射放大网络包括电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻46、接地电阻R47、电阻R48、电阻R49、接地电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R60、电阻R61、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、接地电容C21、接地电容C22、接地电容C23、接地电容C24、接地电容C25、接地电容C26、接地电容C27、接地电容C28、接地电容C29、接地电容C30、接地电容C31、接地电容C32、接地电容C33、接地电容C34、接地电容C35、接地电容C36、电容C37、接地电容C38、电容C39、电感L7、电感L8、微带线TL7、微带线TL8、微带线TL9、微带线TL10、微带线TL11、微带线TL12、微带线TL13、微带线TL14、微带线TL15、晶体管M13、晶体管M14、晶体管M15、晶体管M16、晶体管M17、晶体管M18、晶体管M19、晶体管M20、晶体管M21和晶体管M22；

电容C39的一端作为超宽带发射放大网络的输入端，其另一端和微带线TL7的一端连接；微带线TL7的另一端分别与电阻R19的一端、电容C17的一端和微带线TL8的一端连接；微带线TL8的另一端分别与电阻R20的一端、电容C18的一端和微带线TL9的一端连接；微带线TL9的另一端分别与电阻R21的一端、电容C19的一端和微带线TL10的一端连接；微带线TL10的另一端分别与电阻R22的一端、电容C20的一端和微带线TL11的一端连接；微带线TL11的另一端和电阻R49的一端连接；电阻R49的另一端和接地电容C21连接；晶体管M21的栅极分别与晶体管M21的漏极、电阻R45的一端、电阻R46的一端和接地电容C34连接，其源极和接地电阻R47连接；晶体管M13的栅极分别与电阻R19的另一端、电阻R23的一端、电阻R46的另一端和电容C17的另一端连接，其源极接地，其漏极和晶体管M17的源极连接；晶体管M17的栅极分别与电阻R30的一端、电阻R34的一端和电阻R44的一端连接，其漏极分别与电阻R40的一端、电感L8的一端和微带线TL12的一端连接；电阻R30的另一端和接地电容C25连接；晶体管M22的栅极分别与晶体管M22的漏极、电阻R51的一端、电阻R52的一端和接地电容C38连接，其源极和接地电阻R50连接；电阻R52的另一端分别与电阻R42的一端、电阻R45的另一端、电阻R48的一端、接地电容C36、电感L7的一端和漏电压VDT连接；电阻R48的另一端和接地电容C35连接；电感L7的另一端分别与电阻R41的一端和电感L8的另一端连接；电阻R41的另一端和接地电容C33连接；电阻R40的另一端和接地电容C32连接；电阻R42的另一端分别与接地电阻R43和电阻R44的另一端连接；晶体管M18的栅极分别与电阻R31的一端、电阻R35的一端、电阻R36的一端和接地电容C29连接，其源极和晶体管M14的漏极连接，其漏极分别与微带线TL12的另一端和微带线TL13的一端连接；电阻R31的另一端和接地电容C26连接；电阻R34的另一端和电阻R35的另一端连接；电阻R23的另一端和电阻R27的一端连接；晶体管M14的栅极分别与电阻R20的另一端、电阻R25的一端、电阻R27的另一端、电容C18的另一端和接地电容C22连接，其源极接地；电阻R25的另一端和电阻R26的一端连接；电阻R36的另一端和电阻R37的一端连接； 晶体管M19的栅极分别与电阻R32的一端、电阻R37的另一端、电阻R38的一端和接地电容C30连接，其源极和晶体管M15的漏极连接，其漏极分别与微带线TL13的另一端和微带线TL14的一端连接；电阻R32的另一端和接地电容C27连接；晶体管M15的栅极分别与电阻R21的另一端、电阻R26的另一端、电阻R60的一端、电容C19的另一端和接地电容C23连接，其源极接地；电阻R60的另一端和电阻R28的一端连接；电阻R38的另一端和电阻R39的一端连接；晶体管M20的栅极分别与电阻R33的一端、电阻R39的另一端和接地电容C31连接，其源极和晶体管M16的漏极连接，其漏极分别与微带线TL14的另一端和微带线TL15的一端连接；电阻R33的另一端和接地电容C28连接；晶体管M16的栅极分别与电阻R22的另一端、电阻R28的另一端、电阻R29的一端、电容C20的另一端和接地电容C24连接，其源极接地；电阻R29的另一端和电阻R61的一端连接；电阻R61的另一端和电阻R51的另一端连接；微带线TL15的另一端和电容C37的一端连接；电容C37的另一端作为超宽带发射放大网络的输出端。

在本发明实施例中，如图4所示，超宽带接收放大网络包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、接地电阻R8、电阻R9、电阻R10、接地电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C1、接地电容C2、接地电容C3、接地电容C4、接地电容C5、电容C6、接地电容C7、接地电容C8、接地电容C9、电容C10、接地电容C11、接地电容C12、电容C13、接地电容C14、接地电容C15、接地电容C16、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、晶体管M7、晶体管M8、晶体管M9、晶体管M10、晶体管M11、晶体管M12、第一巴伦和第二巴伦；

第一巴伦的第一输入端作为超宽带接收放大网络的输出端，其第二输入端和接地电容C8连接，其第一输出端和电容C13的一端连接，其第二输出端和电容C6的一端连接，其不平衡端接地；晶体管M7的栅极分别与电阻R1的一端和电阻R7的一端连接，其源极和晶体管M8的漏极连接，其漏极分别与电容C13的另一端和电感L5的一端连接；电阻R1的另一端和接地电容C11连接；晶体管M8的栅极分别与电阻R3的一端和电感L4的一端连接，其源极接地；晶体管M9的栅极分别与电阻R3的另一端、电阻R4的一端、接地电容C12和晶体管M9的漏极连接，其源极和接地电阻R2连接；电阻R4的另一端分别与电阻R5的一端、电阻R9的一端、接地电容C15、电感L6的一端和漏电压VDR连接；电感L6的另一端分别与电阻R6的一端和电感L5的另一端连接；电阻R6的另一端和接地电容C14连接；电阻R9的另一端分别与电阻R7的另一端和接地电阻R8连接；电阻R5的另一端和接地电容C16连接；电感L4的另一端和电容C10的一端连接；电容C10的另一端和第二巴伦的第一输入端连接；第二巴伦的第二输入端和电容C1的一端连接，其第一输出端作为超宽带接收放大网络的输入端，其第二输出端和接地电容C9连接，其不平衡端接地；晶体管M11的栅极分别与电阻R10的一端和电阻R14的一端连接，其源极和晶体管M12的漏极连接，其漏极分别与电容C6的另一端和电感L2的一端连接；电阻R10的另一端和接地电容C2连接；晶体管M12的栅极分别与电阻R12的一端和电感L1的一端连接，其源极接地；电感L1的另一端和电容C1的另一端连接；晶体管M10的栅极分别与晶体管M10的漏极、电阻R12的另一端、电阻R13的一端和接地电容C3连接，其源极和接地电阻R11连接；电阻R13的另一端分别与电阻R16的一端、电阻R17的一端、接地电容C4、电感L3的一端和漏电压VDR连接；电阻R16的另一端分别与电阻R14的另一端和接地电阻R15连接；电感L3的另一端分别与电阻R18的一端和电感L2的另一端连接；电阻R18的另一端和接地电容C7连接；电阻R17的另一端和接地电容C5连接。

在本发明实施例中，如图5所示，第二开关切换网络包括电容C40、电容C41、电容C42、电容C43、电容C44、微带线TL5、微带线TL6、晶体管M5、晶体管M6、晶体管M23和晶体管M24；

微带线TL6的一端作为第二开关切换网络的输入端，其另一端分别与电容C40的一端和晶体管M6的漏极连接；晶体管M6的栅极分别与电容C40的另一端和开关通断状态控制信号V2连接，其源极分别与电容C42的一端和晶体管M23的漏极连接；晶体管M23的栅极和电容C42的另一端和开关通断状态控制信号V2连接；晶体管M23的源极作为第二开关切换网络的接收输入端/发射输出端，并分别与电容C43的一端和晶体管M24的漏极连接；晶体管M24的栅极分别与电容C43的另一端和开关通断状态控制信号V1连接，其源极分别与电容C41的一端和晶体管M5的漏极连接；晶体管M5的栅极分别与电容C41的另一端和开关通断状态控制信号V1连接，其源极和微带线TL5的一端连接；微带线TL5的另一端作为第二开关切换网络的输出端。

下面结合图2对本发明的具体工作原理及过程进行介绍：

接收工作模式时，射频输入信号通过发射输出端/接收输入端进入第二开关切换网络进行信号的接收和发射通道选择，此时开关通过0/-5V控制信号切换为接收通道导通和发射通道关断；然后进入超宽带接收放大网络进行信号的低噪声放大，此时接收放大单元漏电压VDR为正常工作电压，发射放大单元漏电压VDT为0V；最后经过放大后射频信号进入第一开关切换网络，到达发射输入端/接收输出端输出，此时开关通过0/-5V控制信号切换为接收通道导通和发射通道关断。

发射工作模式时，射频输入信号通过发射输入端/接收输出端进入第一开关切换网络，进行信号的接收和发射通道选择，此时开关通过0/-5V控制信号切换为发射通道导通和接收通道关断；然后进入超宽带发射放大网络进行信号的功率放大，此时发射放大单元漏电压VDT为正常工作电压，接收放大单元漏电压VDR为0V；最后经过放大后射频信号进入第二开关切换网络到达发射输出端/接收输入端输出，此时开关通过0/-5V控制信号切换为发射通道导通、接收通道关断。本发明具有超宽带、高收发隔离、接收高线性高谐波抑制、发射高增益高功率、高集成度和高一致性等特点，可以在超宽带内实现射频信号的收发切换及放大功能。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种超宽带收发多功能芯片，其特征在于，包括第一开关切换网络、第二开关切换网络、超宽带发射放大网络和超宽带接收放大网络；

所述第一开关切换网络的输出端、超宽带发射放大网络和第二开关切换网络的输入端依次连接；所述第二开关切换网络的输出端、超宽带接收放大网络和第一开关切换网络的输入端依次连接；所述第一开关切换网络设置有超宽带收发多功能芯片的发射输入端/接收输出端；所述第二开关切换网络设置有超宽带收发多功能芯片的发射输出端/接收输入端；

所述超宽带发射放大网络包括电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻46、接地电阻R47、电阻R48、电阻R49、接地电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R60、电阻R61、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、接地电容C21、接地电容C22、接地电容C23、接地电容C24、接地电容C25、接地电容C26、接地电容C27、接地电容C28、接地电容C29、接地电容C30、接地电容C31、接地电容C32、接地电容C33、接地电容C34、接地电容C35、接地电容C36、电容C37、接地电容C38、电容C39、电感L7、电感L8、微带线TL7、微带线TL8、微带线TL9、微带线TL10、微带线TL11、微带线TL12、微带线TL13、微带线TL14、微带线TL15、晶体管M13、晶体管M14、晶体管M15、晶体管M16、晶体管M17、晶体管M18、晶体管M19、晶体管M20、晶体管M21和晶体管M22；

所述电容C39的一端作为超宽带发射放大网络的输入端，其另一端和微带线TL7的一端连接；所述微带线TL7的另一端分别与电阻R19的一端、电容C17的一端和微带线TL8的一端连接；所述微带线TL8的另一端分别与电阻R20的一端、电容C18的一端和微带线TL9的一端连接；所述微带线TL9的另一端分别与电阻R21的一端、电容C19的一端和微带线TL10的一端连接；所述微带线TL10的另一端分别与电阻R22的一端、电容C20的一端和微带线TL11的一端连接；所述微带线TL11的另一端和电阻R49的一端连接；所述电阻R49的另一端和接地电容C21连接；所述晶体管M21的栅极分别与晶体管M21的漏极、电阻R45的一端、电阻R46的一端和接地电容C34连接，其源极和接地电阻R47连接；所述晶体管M13的栅极分别与电阻R19的另一端、电阻R23的一端、电阻R46的另一端和电容C17的另一端连接，其源极接地，其漏极和晶体管M17的源极连接；所述晶体管M17的栅极分别与电阻R30的一端、电阻R34的一端和电阻R44的一端连接，其漏极分别与电阻R40的一端、电感L8的一端和微带线TL12的一端连接；所述电阻R30的另一端和接地电容C25连接；所述晶体管M22的栅极分别与晶体管M22的漏极、电阻R51的一端、电阻R52的一端和接地电容C38连接，其源极和接地电阻R50连接；所述电阻R52的另一端分别与电阻R42的一端、电阻R45的另一端、电阻R48的一端、接地电容C36、电感L7的一端和漏电压VDT连接；所述电阻R48的另一端和接地电容C35连接；所述电感L7的另一端分别与电阻R41的一端和电感L8的另一端连接；所述电阻R41的另一端和接地电容C33连接；所述电阻R40的另一端和接地电容C32连接；所述电阻R42的另一端分别与接地电阻R43和电阻R44的另一端连接；所述晶体管M18的栅极分别与电阻R31的一端、电阻R35的一端、电阻R36的一端和接地电容C29连接，其源极和晶体管M14的漏极连接，其漏极分别与微带线TL12的另一端和微带线TL13的一端连接；所述电阻R31的另一端和接地电容C26连接；所述电阻R34的另一端和电阻R35的另一端连接；所述电阻R23的另一端和电阻R27的一端连接；所述晶体管M14的栅极分别与电阻R20的另一端、电阻R25的一端、电阻R27的另一端、电容C18的另一端和接地电容C22连接，其源极接地；所述电阻R25的另一端和电阻R26的一端连接；所述电阻R36的另一端和电阻R37的一端连接； 所述晶体管M19的栅极分别与电阻R32的一端、电阻R37的另一端、电阻R38的一端和接地电容C30连接，其源极和晶体管M15的漏极连接，其漏极分别与微带线TL13的另一端和微带线TL14的一端连接；所述电阻R32的另一端和接地电容C27连接；所述晶体管M15的栅极分别与电阻R21的另一端、电阻R26的另一端、电阻R60的一端、电容C19的另一端和接地电容C23连接，其源极接地；所述电阻R60的另一端和电阻R28的一端连接；所述电阻R38的另一端和电阻R39的一端连接；所述晶体管M20的栅极分别与电阻R33的一端、电阻R39的另一端和接地电容C31连接，其源极和晶体管M16的漏极连接，其漏极分别与微带线TL14的另一端和微带线TL15的一端连接；所述电阻R33的另一端和接地电容C28连接；所述晶体管M16的栅极分别与电阻R22的另一端、电阻R28的另一端、电阻R29的一端、电容C20的另一端和接地电容C24连接，其源极接地；所述电阻R29的另一端和电阻R61的一端连接；所述电阻R61的另一端和电阻R51的另一端连接；所述微带线TL15的另一端和电容C37的一端连接；所述电容C37的另一端作为超宽带发射放大网络的输出端；

所述超宽带接收放大网络包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、接地电阻R8、电阻R9、电阻R10、接地电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C1、接地电容C2、接地电容C3、接地电容C4、接地电容C5、电容C6、接地电容C7、接地电容C8、接地电容C9、电容C10、接地电容C11、接地电容C12、电容C13、接地电容C14、接地电容C15、接地电容C16、电感L1、电感L2、电感L3、电感L4、电感L5、电感L6、晶体管M7、晶体管M8、晶体管M9、晶体管M10、晶体管M11、晶体管M12、第一巴伦和第二巴伦；

所述第一巴伦的第一输入端作为超宽带接收放大网络的输出端，其第二输入端和接地电容C8连接，其第一输出端和电容C13的一端连接，其第二输出端和电容C6的一端连接，其不平衡端接地；所述晶体管M7的栅极分别与电阻R1的一端和电阻R7的一端连接，其源极和晶体管M8的漏极连接，其漏极分别与电容C13的另一端和电感L5的一端连接；所述电阻R1的另一端和接地电容C11连接；所述晶体管M8的栅极分别与电阻R3的一端和电感L4的一端连接，其源极接地；所述晶体管M9的栅极分别与电阻R3的另一端、电阻R4的一端、接地电容C12和晶体管M9的漏极连接，其源极和接地电阻R2连接；所述电阻R4的另一端分别与电阻R5的一端、电阻R9的一端、接地电容C15、电感L6的一端和漏电压VDR连接；所述电感L6的另一端分别与电阻R6的一端和电感L5的另一端连接；所述电阻R6的另一端和接地电容C14连接；所述电阻R9的另一端分别与电阻R7的另一端和接地电阻R8连接；所述电阻R5的另一端和接地电容C16连接；所述电感L4的另一端和电容C10的一端连接；所述电容C10的另一端和第二巴伦的第一输入端连接；所述第二巴伦的第二输入端和电容C1的一端连接，其第一输出端作为超宽带接收放大网络的输入端，其第二输出端和接地电容C9连接，其不平衡端接地；所述晶体管M11的栅极分别与电阻R10的一端和电阻R14的一端连接，其源极和晶体管M12的漏极连接，其漏极分别与电容C6的另一端和电感L2的一端连接；所述电阻R10的另一端和接地电容C2连接；所述晶体管M12的栅极分别与电阻R12的一端和电感L1的一端连接，其源极接地；所述电感L1的另一端和电容C1的另一端连接；所述晶体管M10的栅极分别与晶体管M10的漏极、电阻R12的另一端、电阻R13的一端和接地电容C3连接，其源极和接地电阻R11连接；所述电阻R13的另一端分别与电阻R16的一端、电阻R17的一端、接地电容C4、电感L3的一端和漏电压VDR连接；所述电阻R16的另一端分别与电阻R14的另一端和接地电阻R15连接；所述电感L3的另一端分别与电阻R18的一端和电感L2的另一端连接；所述电阻R18的另一端和接地电容C7连接；所述电阻R17的另一端和接地电容C5连接；

所述第二开关切换网络包括电容C40、电容C41、电容C42、电容C43、电容C44、微带线TL5、微带线TL6、晶体管M5、晶体管M6、晶体管M23和晶体管M24；

所述微带线TL6的一端作为第二开关切换网络的输入端，其另一端分别与电容C40的一端和晶体管M6的漏极连接；所述晶体管M6的栅极分别与电容C40的另一端和开关通断状态控制信号V2连接，其源极分别与电容C42的一端和晶体管M23的漏极连接；所述晶体管M23的栅极和电容C42的另一端和开关通断状态控制信号V2连接；所述晶体管M23的源极作为第二开关切换网络的接收输入端/发射输出端，并分别与电容C43的一端和晶体管M24的漏极连接；所述晶体管M24的栅极分别与电容C43的另一端和开关通断状态控制信号V1连接，其源极分别与电容C41的一端和晶体管M5的漏极连接；所述晶体管M5的栅极分别与电容C41的另一端和开关通断状态控制信号V1连接，其源极和微带线TL5的一端连接；所述微带线TL5的另一端作为第二开关切换网络的输出端。

2.根据权利要求1所述的超宽带收发多功能芯片，其特征在于，所述第一开关切换网络包括微带线TL1、微带线TL2、微带线TL3、晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3和晶体管M4；

所述晶体管M1的漏极作为第一开关切换网络的发射输入端/接收输出端，并与晶体管M2的源极连接；所述晶体管M1的栅极和开关通断状态控制信号V2连接，其源极分别与晶体管M4的源极和微带线TL1的一端连接；所述微带线TL1的另一端作为第一开关切换网络的输出端；所述晶体管M2的栅极和开关通断状态控制信号V1连接，其漏极和微带线TL2的一端连接；所述微带线TL2的另一端分别与晶体管M3的源极和微带线TL3的一端连接；所述微带线TL3的另一端作为第一开关切换网络的输入端；所述晶体管M3的栅极和开关通断状态控制信号V2连接；所述晶体管M3的漏极和晶体管M4的漏极均接地。

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