[实用新型]一种用于77GHz汽车雷达的低噪声放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及射频/毫米波芯片设计技术、汽车雷达系统前端电路等领域，具体的说，是一种用于77GHz汽车雷达的低噪声放大器。

背景技术

随着汽车数量的爆发式增长，汽车行车安全受到越来越大的挑战，被动安全如安全带、安全气囊等已经不足以保证人身及财产安全，主动安全装置被逐渐的应用于汽车行业，其中汽车毫米波雷达应用下的自适应巡航、防碰撞、盲区检测等提供了可靠的主动安全措施。

毫米波雷达，其发射波波长在1-10mm之间，频率是30GHz-300GHz。典型的车用毫米波雷达频率是21.65GHz-26.65GHz，76GHz-81GHz。76G~77GHz由于其探测距离长，带宽大，频段相对使用较少等优点，逐渐发展为车载毫米波长距雷达应用波段，而77G~81GHz成为车载毫米波短距雷达的主要应用频段。

雷达系统主要分为调频连续波（FMCW）雷达以及脉冲雷达。对于脉冲雷达系统来说，当目标距离非常近时，发射脉冲和接收脉冲之间的时间差非常小，该系统就必须采用信号高速处理技术，系统就会变得非常复杂。因此，汽车毫米波雷达系统通常采用结构简单、成本较低及适合做近距离探测的调频连续波雷达体制。

传统的毫米波系统多采用分离器件，而采用SiGe工艺可以大大提高雷达系统的集成度，降低成本，但是在毫米波波段，工艺的寄生参数对电路的性能影响大大增加，需要特定的设计手段和技术来进行相应的处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计出一种用于77GHz汽车雷达的低噪声放大器，采用SiGe BiCMOS工艺而设计的用于77GHz的LNA电路，能够提高汽车雷达系统的灵敏度和集成度。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种用于77GHz汽车雷达的低噪声放大器，包括相互连接的采用SiGe BiCMOS工艺设置的两级放大器，所述两级放大器包括相互连接的第一级放大器和第二级放大器。

其中，第一级放大器用于实现高增益和高隔离度，所述第二级放大器用于实现宽带输出匹配和提高线性度。

进一步的为更好地实现本实用新型，做到第一级放大器保持高增益和提高两级放大器之间的级间反相隔离，同时能够避免恶化噪声系数，避免信号泄漏到地，三极管采取基级两指结构（CBEBC）有效降低C_{bc_M1}、C_{be_M1}、C_{bc_M2}，特别采用下述设置结构：所述第一级放大器为共射共基组态连接结构，且第一级放大器包括三极管M1和M2，在三极管M1的基极上连接有微带线TL1，三极管M1的发射极上连接有微带线TL2，且微带线TL2接地；三极管M1的集电极与三极管M2的发射级相连接形成共射共基组态连接，三极管M2的基极通过偏置电阻R1连接工作电源，三极管M2的集电极通过串联微带线负载与电源相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，为有效保障级间增益、带宽及线性度，特别采用下述设置结构：所述串联微带线负载包括相互串联的微带线TL3和微带线TL4，微带线TL3的非公接端与电源相连接，微带线TL4的非公接端与三极管M2的集电极相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够实现第一级放大器与第二级放大器之间的级间良好匹配，特别采用下述设置结构：还包括与微带线TL3、微带线TL4共同构成级间匹配电路的电容C2，所述微带线TL3和微带线TL4的公接端与电容C2的第一端相连接，电容C2的第二端与第二级放大器相连接，电容C2亦为隔直电容。

进一步的为更好地实现本实用新型，为提高线性度，特别采用下述设置结构：所述第二级放大器为共射组态连接结构，且第二级放大器包括三极管M3，三极管M3的基极与电容C2的第二端相连接，在三极管M3的发射极上连接有微带线TL5，且微带线TL5接地；在三极管M3的集电极上连接有微带线负载，且微带线负载的另一端与电源相连接。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述微带线TL5亦为三极管M3的射级负反馈电路。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够构成第二级放大器的负载，特别采用下述设置结构：所述微带线负载包括相互串联的微带线TL6及微带线TL7，微带线TL6的非公接端与电源相连接，微带线TL7的非公接端与三极管M3的发射极相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够构成整个电路的输出匹配，并将低噪声放大后的毫米波信号输送至后级电路，特别采用下述设置结构：所述微带线负载亦为输出匹配电路，且微带线负载的公共端输出低噪声放大后的毫米波信号。