CN110456255A - 一种高精度有源功分组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高精度有源功分组件，包括射频放大功分电路、耦合检测电路、DC‑DC转换电路，所述射频放大功分电路的射频输入端连接射频输入信号，射频放大功分电路的输出端输出射频信号，同时连接耦合检测电路的输入端，所述耦合检测电路的输出端输出故障检测报警信号，同时DC‑DC转换电路输出端与射频放大功分电路和耦合检测电路相连接，所述的DC‑DC转换电路的输入端为组件外部供电端口。本发明极大地减小了组件的体积，有效地改善提高了整个组件的各输出端口的驻波比、谐波抑制比、杂波抑制比、带内起伏、隔离度指标，保证了输出信号的幅度及相位一致性和稳定性，同时提高了组件每个输出端口抗全反射的性能。
Description
技术领域
本发明属于微波技术领域，具体涉及一种高精度有源功分组件。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，高精度有源功分组件得到广泛运用。近年来随着微波组件器件自动测试以及自动老炼测试系统的兴起，高精度有源功分组件得到广泛的应用，并在自动老炼测试系统中占非常重要的位置，并以低电压工作、小尺寸、轻重量、长寿命、高可靠性等特点受到青睐。
现有技术中的高精度有源功分组件通常不带有故障检测功能，而且谐波比、杂波抑制比、驻波抑制比、带内起伏、隔离度均不理想，组件体积过大。因此亟需提出一种带有故障检测功能，且体积小、性能优、可靠性高的高精度有源功分组件，此发明重点针对输出两路间的隔离度、带内起伏、谐波比、杂波抑制比、各路相位一致性、各路相位稳定性这些指标有非常大的改善及提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度有源功分组件，该组件体积小、性能优、可靠性高。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种高精度有源功分组件，包括射频放大功分电路、耦合检测电路、DC-DC转换电路，所述射频放大功分电路的射频输入端连接射频输入信号，射频放大功分电路的输出端输出射频信号，同时连接耦合检测电路的输入端，所述耦合检测电路的输出端输出故障检测报警信号，同时DC-DC转换电路输出端与射频放大功分电路和耦合检测电路相连接，所述的DC-DC转换电路的输入端为组件外部供电端口。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述射频放大功分电路包括衰减网络、放大电路、滤波器、功分器及隔离电路，所述衰减网络的射频输入端通过耦合电容连接射频输入信号，其输出端通过耦合电容与放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端经滤波器与功分器的输入端连接，所述功分器的输出端与隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的输出端输出射频信号。
所述放大电路包括一级放大电路及二级放大电路；
所述一级放大电路的输入端通过耦合电容与衰减网络的输出端连接，一级放大电路的输出端与DC-DC转换电路的输出端连接，并通过耦合电容与二级放大电路的输入端连接；
所述二级放大电路的输出端与DC-DC转换电路的输出端连接，并通过耦合电容与滤波器的输入端连接。
所述功分器采用一分二功分器，所述隔离电路包括第一隔离器和第二隔离器；所述一分二功分器的输入端通过耦合电容与滤波器的输出端连接，一分二功分器的输出端通过耦合电容输出二路射频信号分别连接耦合检测电路、第一隔离器、第二隔离器的输入端，所述第一隔离器、第二隔离器的输出端输出射频信号。
所述耦合检测电路包括第一定向耦合器、第二定向耦合器、第一故障检测电路、第二故障检测电路和与门电路，所述第一定向耦合器、第二定向耦合器输出端分别通过耦合电容与第一故障检测电路、第二故障检测电路的输入端相连，第一故障检测电路、第二故障检测电路的供电端分别与DC-DC转换电路的输出端、与门电路的输入端连接，所述门电路的输出端输出故障信号。
所述DC-DC转换电路包括第一稳压块及第二稳压块，所述第一稳压块的输入端为组件外部供电端口；所述第一稳压块的输出端与第二稳压块的输入端连接，同时与射频放大功分电路的输出端连接；所述的第二稳压块的输出端与耦合检测电路的输出端连接。
所述一级放大电路为型号为ECG055B的单片放大器，所述二级放大电路为型号为AH102A的单片放大器；所述第一故障检测电路、第二故障检测电路均为型号为HE043的检测电路。
所述射频放大功分电路、耦合检测电路、DC-DC转换电路之间采用腔体相互隔开。
由上述技术方案可知，本发明极大地减小了本发明的体积，而且当一分二无源功分器的二个射频输出端输出的射频输出信号正常时，报高电平，任一路输出功率下降6dB时，立即检测出故障信息，报低电平。所述射频放大功分电路中的各个电路之间采用耦合电容方式连接，有效地改善提高了整个组件的各输出端口的驻波比、谐波抑制比、杂波抑制比、带内起伏、隔离度指标，保证了输出信号的幅度及相位一致性和稳定性，同时提高了组件每个输出端口抗全反射的性能；射频放大功分电路、耦合检测电路、DC-DC转换电路彼此之间采用腔体隔开连接，保证了本发明的电磁兼容，综上所述本发明还具备电学性能优良、力学上稳定性高、热学上可靠性好的优点。
附图说明
图1是本发明的电路原理图；
图2是本发明视频放大功分电路的原理图；
图3是本发明耦合检测电路的原理图；
图4是本发明DC-DC转换电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，本实施例的高精度有源功分组件包括射频放大功分电路1、耦合检测电路2、DC-DC转换电路3，射频放大功分电路1的射频输入端连接射频输入信号，射频放大功分电路1的输出端输出射频信号、同时连接耦合检测电路2的输入端，耦合检测电路2的输出端输出故障检测报警，同时DC-DC转换电路3输出端与射频放大功分电路1和耦合检测电路2相连接， DC-DC转换电路3的输入端为组件外部供电端口。
如图2所示，射频放大功分电路1由衰减网络10、放大电路、滤波器13、功分器及隔离电路组成，其放大电路的放大级数根据实际需求可进行设定，本实施例的放大电路由一级放大电路11及二级放大电路12构成；本实施方式中因需要两路输出，则功分器采用一分二功分器14；隔离电路由第一隔离器15和第二隔离器16构成；
衰减网络10的射频输入端通过耦合电容连接射频输入信号，衰减网络10的输出端通过耦合电容连接一级放大电路11的输入端，一级放大电路11的输出端与DC-DC转换电路3中的第一稳压块31输出端相连，同时该一级放大电路11的输出端通过耦合电容连接二级放大电路12的输入端连接，二级放大电路12的输出端与DC-DC转换电路3中的第一稳压块31输出端相连，同时二级放大电路12的输出端通过耦合电容连接滤波器13的输入端，滤波器13的输出端通过耦合电容连接一分二功分器14的输入端，一分二功分器14的输出端通过耦合电容输出二路射频信号分别连接第一隔离器15、第二隔离器16的输入端，该第一隔离器15、第二隔离器16的输出端为该组件的射频输出端，同时一分二功分器14的输出端通过耦合电容输出二路射频信号分别与第一定向耦合器21及第二定向耦合器22的输入端相连。
本实施例的一级放大电路11采用型号为ECG055B的单片放大器，其供电电压直接由DC-DC转换电路3中的第一稳压块31输出提供给；二级放大电路12采用型号为AH102A的单片放大器，其供电电压直接由DC-DC转换电路3中的第一稳压块31输出提供给，滤波器13采用型号为LFCN-2250的滤波器，一分二功分器14采用型号为SCN-2-19的一分二功分器；另外第一隔离器14、第二隔离器16的型号均为TGHL-II9。
如图3所示，耦合检测电路2由第一定向耦合器21、第二定向耦合器22、第一故障检测电路23、第二故障检测电路24和与门电路25组成，第一定向耦合器21、第二定向耦合器22的输出端分别通过耦合电容与第一故障检测电路23、第二故障检测电路24的输入端相连，第一故障检测电路23、第二故障检测电路24分别与DC-DC转换电路3中的第二稳压块32的输出端相连，同时第一故障检测电路23、第二故障检测电路24的输出端也分别和与门电路25的输入端相连，门电路25的输出端输出故障信号。
第一定向耦合器21、第二定向耦合器22采用型号均为DBTC-17-5+的定向耦合器，第一故障检测电路23、第二故障检测电路24均为型号为HE043的检测电路，与门电路25采用型号为MC74HC1G08DTT1的与门电路。
如图4所示，DC-DC转换电路3由第一稳压块31及第二稳压块构成，第一稳压块31的输入端接外部电源接口，第一稳压块31的输出端与第二稳压块32的输入端相连，同时该第一稳压块31的输出端与射频放大功分电路1中一级放大电路11输出端、二级放大电路12的输出端相连，第二稳压块32的输出端同时分别与耦合检测电路2中的第一故障检测电路23、第二故障检测电路24相连。
本实施例的第一稳压块31采用型号为LM7809(S-7)的稳压块，第二稳压块32采用型号为ZR78L05SG的稳压块。
电路的工作原理：
首先，DC-DC转换电路3将外部输入的+12V电压，通过第一稳压块31，将+12V转换为+9V输出，同时通过第二稳压块32将+12V转换为+5V输出，为射频放大功分电路1提供所需的+9V和+5V直流电压，为耦合检测电路2提供所需的+5V直流电压。
其次，射频放大功分电路2将外部输入的射频信号，通过耦合电容进入衰减网络10进行信号衰减，从而保证输入驻波指标；经过衰减网络10后的功率通过耦合电容后进入一级放大电路11、二级放大电路12进行功率放大，经过放大后的功率通过耦合电容后进入滤波器13，滤除带外的谐波和杂波，保证谐波抑制和杂散的指标；经过滤波器13后的射频信号通过耦合电容耦合进入一分二功分器14，一分二功分器14将一路输入信号转换为二路信号输出，输出的二路信号各自分别经过第一隔离器15、第二隔离器16输出，第一隔离器15、第二隔离器16保证了信号的输出驻波及模块抗输出功率全反射的功能；同时，经过一分二功分器14输出的二路射频信号分别通过耦合电容进入耦合检测电路2的输入。
再次，耦合检测电路2将输入的二路射频信号，分别经过第一定向耦合器21、第二定向耦合器22将输入的二路大功率信号转换成二路小功率信号，再分别经过耦合电容分别进入第一故障检测电路23、第二故障检测电路24进行功率检测转换为二路高低电平，二路高低电平同时进入与门电路25，进入与门电路25二路同时为高电平，与门电路25输出高电平，状态为整个模块正常工作，进入与门电路25只要有一路为低电平，与门电路25输出为低电平，状态为整个模块故障。
本发明在使用时，输出的故障信号为TTL电平，正常输出报高电平，任一路输出功率下降6dB报低电平，在一般的软件平台上都可以控制使用，提供故障检测。
实际工作时，外部提供+12V电压及射频输入信号后，本组件即可正常工作，输出端输出二路功率相同的射频信号，输出的二路相同的射频信号及+12V电源电流均随射频输入信号的大小成正比，每路饱和输出的射频信号均为中功率信号，正常工作时，输出故障信号显示高电平，即正常，当其中一路输出射频信号小于正常值6dB时显示低电平，即故障。此发明针对输出两路间的隔离度、带内起伏、谐波比、杂波抑制比、各路相位一致性、各路相位稳定性这些指标有非常大的改善及提高。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种高精度有源功分组件，其特征在于：包括射频放大功分电路（1）、耦合检测电路（2）、DC-DC转换电路（3），所述射频放大功分电路（1）的射频输入端连接射频输入信号，射频放大功分电路（1）的输出端输出射频信号，同时连接耦合检测电路（2）的输入端，所述耦合检测电路（2）的输出端输出故障检测报警信号，同时DC-DC转换电路（3）输出端与射频放大功分电路（1）和耦合检测电路（2）相连接，所述的DC-DC转换电路（3）的输入端为组件外部供电端口。
2.根据权利要求1所述的高精度有源功分组件，其特征在于：所述射频放大功分电路（1）包括衰减网络（10）、放大电路、滤波器（13）、功分器及隔离电路，所述衰减网络（10）的射频输入端通过耦合电容连接射频输入信号，其输出端通过通过耦合电容与放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端经滤波器（13）与功分器的输入端连接，所述功分器的输出端与隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的输出端输出射频信号。
3.根据权利要求2所述的高精度有源功分组件，其特征在于：所述放大电路包括一级放大电路（11）及二级放大电路（12）；
所述一级放大电路（11）的输入端通过耦合电容与衰减网络（10）的输出端连接，一级放大电路（11）的输出端与DC-DC转换电路（3）的输出端连接，并通过耦合电容与二级放大电路（12）的输入端连接；
所述二级放大电路（12）的输出端与DC-DC转换电路（3）的输出端连接，并通过耦合电容与滤波器（13）的输入端连接。
4.根据权利要求2所述的高精度有源功分组件，其特征在于：所述功分器采用一分二功分器（14），所述隔离电路包括第一隔离器（15）和第二隔离器（16）；所述一分二功分器（14）的输入端通过耦合电容与滤波器（13）的输出端连接，一分二功分器（14）的输出端通过耦合电容输出二路射频信号分别连接耦合检测电路（2）、第一隔离器（15）、第二隔离器（16）的输入端，所述第一隔离器（15）、第二隔离器（16）的输出端输出射频信号。
5.根据权利要求1所述的高精度有源功分组件，其特征在于：所述耦合检测电路（2）包括第一定向耦合器（21）、第二定向耦合器（22）、第一故障检测电路（23）、第二故障检测电路（24）和与门电路（25），所述第一定向耦合器（21）、第二定向耦合器（22）输出端分别通过耦合电容与第一故障检测电路（23）、第二故障检测电路（24）的输入端相连，第一故障检测电路（23）、第二故障检测电路（24）的供电端分别与DC-DC转换电路（3）的输出端、与门电路（25）的输入端连接，所述门电路（25）的输出端输出故障信号。
6.根据权利要求1所述的高精度有源功分组件，其特征在于：所述DC-DC转换电路（3）包括第一稳压块（31）及第二稳压块（32），所述第一稳压块（31）的输入端为组件外部供电端口；所述第一稳压块（31）的输出端与第二稳压块（32）的输入端连接，同时与射频放大功分电路（1）的输出端连接；所述的第二稳压块（32）的输出端与耦合检测电路（2）的供电端连接。
7.根据权利要求3所述的高精度有源功分组件，其特征在于：所述一级放大电路（11）为型号为ECG055B的单片放大器，所述二级放大电路（12）为型号为AH102A的单片放大器。
8.根据权利要求5所述的高精度有源功分组件，其特征在于：所述第一故障检测电路（23）、第二故障检测电路（24）均为型号为HE043的检测电路。
9.根据权利要求1所述的高精度有源功分组件，其特征在于：所述射频放大功分电路（1）、耦合检测电路（2）、DC-DC转换电路（3）之间采用腔体相互隔开。
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