可极化切换多波束多通道相控阵芯片的制作方法

本发明涉及无线通信，特别是涉及一种可极化切换多波束多通道相控阵芯片。

背景技术：

1、相控阵芯片广泛应用于卫星通信和智能感知领域，在卫星通信方面，采用硅基工艺集成的多通道相控阵芯片已成为一种主流应用方案，但仍然面临多波束集成以及支持左右旋极化切换应用等多种难题。

2、因此，目前亟需一种能提升集成度、降低整机系统复杂度和成本，且支持多波束集成及左右旋极化切换应用的多波束多通道相控阵芯片技术方案。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可极化切换多波束多通道相控阵芯片，采用硅基工艺集成功率分配器、左右旋选择开关、移相器衰减通道和片上二维交叠合成网络，在单片上实现多个独立波束赋形功能，且支持每个独立波束的左右旋极化切换功能。

2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供的技术方案如下。

3、一种可极化切换多波束多通道相控阵芯片，

4、包括片上集成设置的2m个1分n功率分配器、m×n个单刀双掷开关、m×n个移相衰减通道和片上二维交叠合成网络，

5、m个所述1分n功率分配器一侧的输入输出端一一对应连接m根左旋天线，m个所述1分n功率分配器另一侧的n个输入输出端与m×n个所述单刀双掷开关的第一不动端一一对应连接；

6、另外m个所述1分n功率分配器一侧的输入输出端一一对应连接m根右旋天线，另外m个所述1分n功率分配器另一侧的n个输入输出端与m×n个所述单刀双掷开关的第二不动端一一对应连接；

7、m×n个所述单刀双掷开关的动端与m×n个所述移相衰减通道的第一输入输出端一一对应连接，m×n个所述移相衰减通道的第二输入输出端与所述片上二维交叠合成网络连接；

8、所述片上二维交叠合成网络包括n个合成子网络，第i个所述合成子网络对各个所述1分n功率分配器对应的第i个所述移相衰减通道共m个所述移相衰减通道的信号进行合成，得到第i个波束；

9、其中，m、n均为大于1的整数，i为1～n的整数。

10、可选地，所述移相衰减通道包括数控移相器及数控衰减器，所述数控移相器的第一输入输出端接所述单刀双掷开关的动端，所述数控移相器的第二输入输出端接所述数控衰减器的第一输入输出端，所述数控衰减器的第二输入输出端接所述片上二维交叠合成网络。

11、可选地，2m个所述1分n功率分配器、m×n个所述单刀双掷开关、m×n个所述移相衰减通道和所述片上二维交叠合成网络通过硅基工艺集成设置在一块硅衬底上。

12、可选地，所述1分n功率分配器与所述左旋天线之间还设置有外接放大器或者片上集成放大器，所述1分n功率分配器与所述右旋天线之间还设置有外接放大器或者片上集成放大器。

13、如上所述，本发明的可极化切换多波束多通道相控阵芯片，至少具有以下有益效果：

14、结合1分n功率分配器、单刀双掷开关、移相衰减通道和片上二维交叠合成网络设计可极化切换多波束多通道相控阵芯片，通过单片集成方式可实现多个独立波束的形成，通过单刀双掷开关与对应连接左旋天线或者右旋天线的1分n功率分配器之间的切换配合，能实现每个移相衰减通道的左右旋切换，即采用左右旋开关和双层功分网络可实现每个独立波束的左右旋切换，各个移相衰减通道和各个波束的配置相互独立，可实现多波束多通道配置，同时，整体为单片的片上集成方案，集成密度高、芯片面积小，与常规的半导体集成工艺如硅基工艺兼容，对应制作生产工艺成熟高效，满足芯片低成本、集成一体化的需求，具有很广的应用范围。

技术特征：

1.一种可极化切换多波束多通道相控阵芯片，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的可极化切换多波束多通道相控阵芯片，其特征在于，所述移相衰减通道包括数控移相器及数控衰减器，所述数控移相器的第一输入输出端接所述单刀双掷开关的动端，所述数控移相器的第二输入输出端接所述数控衰减器的第一输入输出端，所述数控衰减器的第二输入输出端接所述片上二维交叠合成网络。

3.根据权利要求1所述的可极化切换多波束多通道相控阵芯片，其特征在于，2m个所述1分n功率分配器、m×n个所述单刀双掷开关、m×n个所述移相衰减通道和所述片上二维交叠合成网络通过硅基工艺集成设置在一块硅衬底上。

4.根据权利要求3所述的可极化切换多波束多通道相控阵芯片，其特征在于，所述1分n功率分配器与所述左旋天线之间还设置有外接放大器或者片上集成放大器，所述1分n功率分配器与所述右旋天线之间还设置有外接放大器或者片上集成放大器。

技术总结
本发明提供一种可极化切换多波束多通道相控阵芯片，可极化切换多波束多通道相控阵芯片包括1分N功率分配器、单刀双掷开关、移相衰减通道和片上二维交叠合成网络，通过单片集成方式实现多个独立波束的形成，通过单刀双掷开关与对应连接左旋天线或者右旋天线的1分N功率分配器之间的切换配合，能实现每个独立波束的左右旋切换，各个移相衰减通道和各个波束的配置相互独立，可实现多波束多通道配置，同时，整体为单片的片上集成方案，集成密度高、芯片面积小，与常规的半导体集成工艺如硅基工艺兼容，对应制作生产工艺成熟高效，满足芯片低成本、集成一体化的需求，具有很广的应用范围。

技术研发人员：谢卓恒,黄波,冯越,徐骅
受保护的技术使用者：重庆西南集成电路设计有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11