一种双向放大器的制作方法

本发明实施例涉及电子器件，尤其涉及一种双向放大器。

背景技术：

1、有源相控阵雷达波形赋形快速、可靠性高，是目前先进军事和商业应用中的关键技术。双向放大器作为时分双工相控阵雷达收发系统中重要模块之一，包括发射链路的功率放大器和接收链路的低噪声放大器。双向放大器可以减小通道面积、减小芯片面积，进而减小有源相控阵雷达体积。通过切换双向放大器收发模式，可以实现收发系统中收发链路切换。

2、目前双向放大器如何同时实现发射链路最优性能和接收链路最优性能是难点之一，同时，减小双向放大器的面积以降低成本也是目前研究热点之一。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种双向放大器，通过收发模式共用阻抗匹配网络，以简化双向放电器的结构，有利于减小包括该双向放大器的芯片的面积。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种双向放大器，包括：依次连接于信号收发端与天线端之间的第一阻抗匹配电路，第一放大电路，第二阻抗匹配电路，第二放大电路，第三阻抗匹配电路；

3、在接收模式时，所述第一阻抗匹配电路用于对接收信号进行输入阻抗匹配；所述第一放大电路用于对经输入阻抗匹配后的所述接收信号进行低噪声放大；所述第二阻抗匹配电路用于对经低噪声放大后的所述接收信号进行级间阻抗匹配；所述第二放大电路用于对经级间阻抗匹配后的所述接收信号进行增益放大；所述第三阻抗匹配电路用于对经增益放大后的所述接收信号进行输出阻抗匹配；

4、在发射模式时，所述第三阻抗匹配电路用于对发射信号进行输入阻抗匹配；所述第二放大电路用于对经输入阻抗匹配后的所述发射信号进行放大；所述第二阻抗匹配电路用于对经放大后的所述发射信号进行级间阻抗匹配；所述第一放大电路用于对经级间阻抗匹配后的所述发射信号进行功率放大；所述第一阻抗匹配电路用于对经级间阻抗匹配后的所述发射信号进行输出阻抗匹配。

5、可选的，所述第一阻抗匹配电路包括：第一变压器、第一开关模块和第二开关模块；

6、所述第一变压器包括第一耦合线圈和第二耦合线圈，所述第一耦合线圈包括第一子耦合线圈和第二子耦合线圈，所述第一子耦合线圈与所述第二子耦合线圈串联连接于天线端与接地端之间，且所述第一子耦合线圈与所述第二子耦合线圈电连接于第一节点；所述第二耦合线圈包括第三子耦合线圈和第四子耦合线圈；所述第三子耦合线圈与所述第四子耦合线圈串联于所述第一放大电路的第一信号端与第二信号端之间，且所述第三子耦合线圈与所述第四子耦合线圈电连接于第二节点；

7、所述第一开关模块分别与所述第一节点与所述接地端电连接；

8、所述第二开关模块分别与所述第三子耦合线圈和所述第四子耦合线圈电连接；

9、在所述接收模式时，所述第二节点接收第三电压信号，所述第一开关模块处于断开状态，所述第二开关模块处于断开状态；

10、在所述发射模式时，所述第二节点接收第一电压信号，所述第一开关模块处于导通状态，所述第二开关模块处于导通状态；

11、其中，所述第一电压信号大于所述第三电压信号。

12、可选的，所述第二阻抗匹配电路包括：第二变压器和第三开关模块；

13、所述第二变压器包括第三耦合线圈和第四耦合线圈，所述第三耦合线圈包括第五子耦合线圈和第六子耦合线圈，所述第五子耦合线圈与所述第六子耦合线圈串联连接于所述第一放大电路的第三信号端与第四信号端之间，且所述第五子耦合线圈与所述第六子耦合线圈电连接于第三节点；所述第四耦合线圈包括第七子耦合线圈和第八子耦合线圈；所述第七子耦合线圈与所述第八子耦合线圈串联于所述第二放大电路的第五信号端和第六信号端之间，且所述第七子耦合线圈与所述第八子耦合线圈电连接于第四节点；

14、所述第三开关模块分别与所述第五子耦合线圈和所述第六子耦合线圈电连接；

15、在所述接收模式时，所述第三节点接收第一电压信号，所述第四节点接收第三电压信号，所述第三开关模块处于断开状态；

16、在所述发射模式时，所述第三节点接收第二电压信号，所述第四节点接收所述第一电压信号，所述第三开关模块处于导通状态；

17、其中，所述第一电压信号大于所述第二电压信号和所述第三电压信号。

18、可选的，所述第三阻抗匹配电路包括：第三变压器和第四开关模块；

19、所述第三变压器包括第五耦合线圈和第六耦合线圈，所述第五耦合线圈包括第九子耦合线圈和第十子耦合线圈，所述第九子耦合线圈与所述第十子耦合线圈串联于所述第二放大电路的第七信号端和第八信号端之间，且所述第九子耦合线圈与所述第十子耦合线圈电连接于第五节点；所述第六耦合线圈包括第十一子耦合线圈和第十二子耦合线圈；所述第十一子耦合线圈与所述第十二子耦合线圈串联连接于所述信号收发端与接地端之间；

20、所述第四开关模块分别与所述第九子耦合线圈和所述第十子耦合线圈电连接；

21、在所述接收模式时，所述第五节点接收第一电压信号，所述第四开关模块处于断开状态；

22、在所述发射模式时，所述第五节点接收第二电压信号，所述第四开关模块处于导通状态；

23、其中，所述第一电压信号大于所述第二电压信号。

24、可选的，所述第一阻抗匹配电路还包括第一电容；所述第一电容电连接于第一开关模块与第一节点之间。

25、可选的，所述第一放大电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一选择开关和第二选择开关；

26、所述第一晶体管的栅极为所述第一放大电路的第一信号端，所述第二晶体管的栅极为所述第一放大电路的第二信号端，所述第三晶体管的栅极为所述第一放大电路的第三信号端，所述第四晶体管的栅极为所述第一放大电路的第四信号端；所述第一信号端和所述第二信号端与所述第一阻抗匹配电路电连接；所述第三信号端和所述第四信号端与所述第二阻抗匹配电路电连接；

27、所述第一晶体管的第一极与所述第四信号端电连接，所述第一晶体管的第二极通过所述第一选择开关接地；

28、所述第二晶体管的第一极与所述第三信号端电连接，所述第二晶体管的第二极通过所述第一选择开关接地；

29、所述第三晶体管的第一极与所述第一信号端电连接，所述第三晶体管的第二极通过所述第二选择开关接地；

30、所述第四晶体管的第一极与所述第二信号端电连接，所述第四晶体管的第二极通过所述第二选择开关接地；

31、在所述接收模式时，所述第一选择开关处于导通状态，所述第二选择开关处于断开状态；

32、在所述发射模式时，所述第一选择开关处于断开状态，所述第二选择开关处于导通状态。

33、可选的，所述第二放大电路包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第三选择开关和第四选择开关；

34、所述第五晶体管的栅极为所述第二放大电路的第五信号端，所述第六晶体管的栅极为所述第二放大电路的第六信号端，所述第七晶体管的栅极为所述第二放大电路的第七信号端，所述第八晶体管的栅极为所述第二放大电路的第八信号端；所述第五信号端和所述第六信号端与所述第二阻抗匹配电路电连接；所述第七信号端和所述第八信号端与所述第三阻抗匹配电路电连接；

35、所述第五晶体管的第一极与所述第八信号端电连接，所述第五晶体管的第二极通过所述第三选择开关接地；

36、所述第六晶体管的第一极与所述第七信号端电连接，所述第六晶体管的第二极通过所述第三选择开关接地；

37、所述第七晶体管的第一极与所述第五信号端电连接，所述第七晶体管的第二极通过所述第四选择开关接地；

38、所述第八晶体管的第一极与所述第六信号端电连接，所述第八晶体管的第二极通过所述第四选择开关接地；

39、在所述接收模式时，所述第三选择开关处于导通状态，所述第四选择开关处于断开状态；

40、在所述发射模式时，所述第三选择开关处于断开状态，所述第四选择开关处于导通状态。

41、可选的，所述第五晶体管、所述第六晶体管、所述第七晶体管和所述第八晶体管的尺寸相同。

42、可选的，所述第三晶体管和所述第四晶体管的尺寸大于所述第一晶体管和所述第二晶体管的尺寸。

43、可选的，所述第一放大电路还包括第二电容和第三电容；

44、所述第二电容电连接于所述第一晶体管的第一极与所述第一晶体管的栅极之间；

45、所述第三电容电连接于所述第二晶体管的第一极与所述第二晶体管的栅极之间。

46、本发明的技术方案，通过在接收模式时，由第一阻抗匹配电路对接收信号进行输入阻抗匹配，之后第一放大电路对经输入阻抗匹配后的接收信号进行低噪声放大；再由第二阻抗匹配电路对经低噪声放大后的接收信号进行级间阻抗匹配；第二放大电路对经级间阻抗匹配后的接收信号进行增益放大；最后由第三阻抗匹配电路对经增益放大后的接收信号进行输出阻抗匹配；而在发射模式时，首先由第三阻抗匹配电路对发射信号进行输入阻抗匹配；之后第二放大电路对经输入阻抗匹配后的发射信号进行放大；第二阻抗匹配电路对经放大后的发射信号进行级间阻抗匹配；再由第一放大电路对经级间阻抗匹配后的发射信号进行功率放大；最后第一阻抗匹配电路对经级间阻抗匹配后的发射信号进行输出阻抗匹配。本发明的技术方案通过双向放大器收发共用阻抗匹配网络，能够简化双向放电器的结构，有利于减小包括该双向放大器的芯片的面积。