CN105490664A - 一种c波段大动态小步进数控衰减器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种C波段大动态小步进数控衰减器，包括金属盒体和电路模块，盒体分为上下两层，上层又分为左右两室。电路模块包括衰减模块和数字控制模块，分别位于盒体的上下层，可进行双向通信连接。公开的一种C波段大动态小步进数控衰减器，具有大动态的功率控制范围和快速切换速度，体积小、可靠性高，控制方式为单片机SPI总线控制，通过单片机程序控制可实现最小0.25dB的精准衰减步进。此外公开的一种C波段大动态小步进数控衰减器还可以检测数控衰减器的输入功率。

Description

一种C波段大动态小步进数控衰减器
技术领域
本发明涉及雷达、通信领域，特别是涉及一种C波段大动态小步进数控衰减器，用于实现输入功率检测、实现高动态范围内、高精度C波段数控衰减的功能。
背景技术
衰减器是一种能量损耗性射频/微波元件，主要用于航空、航天、雷达、通信等领域，随着现代电子技术的发展，在许多场合要用到快速调整的衰减器，通常实现方式有两种，一种是半导体小功率管快调衰减器，如PIN管或FET单片集成衰减器；二是开关控制的电阻衰减网络，开关可以是电子开关或射频继电器。
在宽带微波频段的控制电路中，C波段数控衰减器是主要控制电路之一，特别是在通信系统中实现功率控制时，数控衰减器是重要的组成部分，它配合功率放大器实现系统发射功率的调节。
目前，C波段的数控衰减器大多存在着可调范围小、一般在0～30dB，控制精度差,一般只有0.5dB的衰减步进。随着通信技术的发展，功率控制的要求越来越高，这就要求数控衰减器具有较高的控制精度、大动态的功率控制范围和快速的切换速度，以及小的体积和高可靠性。
发明内容
本发明提供了一种不仅能实现常规的功率衰减控制，而且能实现在高动态范围、高精度的场合应用，并检测输入功率的C波段大动态小步进数控衰减器。
为了达到上述设计目的，本发明专利设计采用的技术方案是：一种C波段大动态小步进数控衰减器，包括金属盒体和电路模块；金属盒体分为上下两层，上层分为左右两室；电路模块包括衰减模块和数字控制模块，衰减模块和数字控制模块分别位于金属盒体的上层和下层；衰减模块包括依次连接的第一隔离器、第一衰减芯片、第二衰减芯片和第三隔离器，第一隔离器和第一衰减芯片位于金属盒体上层左室，第二衰减芯片和第三隔离器位于金属盒体上层右室；数字控制模块包括单片机电路，单片机电路分别通过板间连接器与第一衰减芯片和第二衰减芯片相连接。
其中，所述的衰减模块还包括功率分配器和检波器，功率分配器的输入端与第一隔离器的输出端相连接，功率分配器的输出端分别与第一衰减芯片的输入端和检波器的输入端相连接；检波器的输出端通过板间连接器与单片机电路相连接。
其中，所述C波段大动态小步进数控衰减器的工作频率为4400MHz～5000MHz。
其中，所述第一衰减芯片采用HMC625LP5E，第二衰减芯片采用PE43703，C波段大动态小步进数控衰减器的最小衰减步进为0.25dB，衰减范围为+5dB～-60dB。
其中，单片机电路通过SPI总线控制第一衰减芯片和第二衰减芯片。
其中，所述的金属盒体为62*52*25mm3的铸铝件。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
结构设计中两个衰减芯片分别设计在左右两室内，避免了互相干扰，提高了数控衰减器的精度和可靠性；上下两层的设计有效利用了空间，不仅提高了抗干扰性，也有利于体积的小型化。
电路模块设计中采用单片机数控电路来控制衰减模块，具有以下优点：(1)衰减动态范围大，该数控衰减器衰减模块由两个衰减芯片组成，动态范围可到60dB；(2)衰减精度高，调节速度快；该数控衰减器由单片机控制，通过并行总线直接给衰减芯片发送指令进行控制，保证了数控衰减器衰减量的高精度和快速性；同时，单片机通过发送相应的指令，可实现最小0.25dB的精准衰减步进；(3)衰减模块中加入了功率分配器和检波器，并与控制模块的单片机连接，可适时检测数控衰减器的输入功率。
附图说明
图1是本发明的数控衰减器的结构框图；
图2是本发明的一种C波段大动态小步进数控衰减器；
图2中：1、第一隔离器，2、功率分配器，3、检波器，4、第一衰减芯片，5、第二隔离器，6、第二衰减芯片，7、第三隔离器，8、板间连接器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细地描述。
参考图2，图2是本发明的一种C波段大动态小步进数控衰减器的内部结构图，具体技术方案是：信号首先进入第一隔离器，后进入功率分配器，分出两路，分别接到检波器和第一衰减芯片，检波器与控制模块相连，可进行输入功率检测，第一衰减芯片通过第二隔离器与第二衰减芯片串联，最后信号通过第三隔离器输出。其中第一衰减芯片、第二衰减芯片和检波器分别通过板间连接器与单片机电路连接。
图2中两种衰减芯片分别在盒体上层的左右两室中，并通过第二隔离器连接，大幅提高了其抗干扰性，提高了可靠性。其中第一衰减芯片采用HMC625LP5E，可实现0dB、0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB、16dB的不同衰减量，组合起来构成一个步进0.5dB，总衰减量31.5dB的衰减器；第二减芯片采用PE43703，可实现0.25dB、0.5dB、1dB、2dB、4dB、8dB、16dB的不同衰减量，组合起来构成一个步进0.25dB，总衰减量31.75dB的衰减器；两个衰减芯片通过单片机SPI总线控制组合输出，可实现0.25dB步进的60dB衰减量的衰减变化。
图2中检波器通过板间连接器与控制模块的单片机C8051F502连接，将其转换的功率电压值传送至单片机，单片机经过处理，通过RS-485接口与上位机进行通信，主监控可实时读取数控衰减器的输入功率值。

Claims (6)

1.一种C波段大动态小步进数控衰减器，其特征在于：包括金属盒体和电路模块；金属盒体分为上下两层，上层分为左右两室；电路模块包括衰减模块和数字控制模块，衰减模块和数字控制模块分别一一对应设置于金属盒体的上层和下层；衰减模块包括依次连接的第一隔离器、第一衰减芯片、第二衰减芯片和第三隔离器，第一隔离器和第一衰减芯片位于金属盒体上层左室，第二衰减芯片和第三隔离器位于金属盒体上层右室；数字控制模块包括单片机电路，单片机电路分别通过板间连接器与第一衰减芯片和第二衰减芯片相连接。
2.根据权利要求1所述的一种C波段大动态小步进数控衰减器，其特征在于：所述的衰减模块还包括功率分配器和检波器，功率分配器的输入端与第一隔离器的输出端相连接，功率分配器的输出端分别与第一衰减芯片的输入端和检波器的输入端相连接；检波器的输出端通过板间连接器与单片机电路相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种C波段大动态小步进数控衰减器，其特征在于：所述C波段大动态小步进数控衰减器的工作频率为4400MHz～5000MHz。
4.根据权利要求1或2所述的一种C波段大动态小步进数控衰减器，其特征在于：所述第一衰减芯片采用HMC625LP5E，第二衰减芯片采用PE43703，C波段大动态小步进数控衰减器的最小衰减步进为0.25dB，衰减范围为+5dB～-60dB。
5.根据权利要求1或2所述的一种C波段大动态小步进数控衰减器，其特征在于：单片机电路通过SPI总线控制第一衰减芯片和第二衰减芯片。
6.根据权利要求1所述的一种C波段大动态小步进数控衰减器，其特征在于：所述的金属盒体为62*52*25mm3的铸铝件。
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