CN113572442B - 一种单平衡吸收式限幅器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种单平衡吸收式限幅器。该限幅器包括：lange耦合器、第一级对管、第二级对管、第三级对管、第四级对管、第五级对管、第六级对管、输入端口、隔离输出端口、耦合输出端口和直通输出端口；其中，输入端口通过微带线连接lange耦合器的输入端口；lange耦合器的隔离端口通过微带线连接隔离输出端口；lange耦合器的耦合端口通过微带线连接第一级对管；第一级对管通过微带线连接第二级对管；第二级对管通过微带线连接第三级对管；第三级对管通过微带线连接耦合输出端口；lange耦合器的直通端口通过微带线连接第四级对管；第四级对管通过微带线连接第五级对管；第五级对管通过微带线连接第六级对管；第六级对管通过微带线连接直通输出端口。
Description
技术领域
本发明涉及无线电技术领域。更具体地，涉及一种单平衡吸收式限幅器。
背景技术
T/R组件是指一个无线收发系统中视频与天线之间的部分，其中接收通道主要用于将天线接收到的目标反射信号进行放大。T/R组件具有发射功率高且易受端口匹配状态的影响的特点，因此接收通道极易受到本身T/R组件发射功率的影响；另外，现如今的空间电磁环境越来越复杂，接收通道也面临着巨大的外部干扰的威胁。
接收通道的核心为低噪声放大器芯片，其极容易被T/R组件自身发射通道发射的功率或外部电磁干扰信号烧毁，因此需要在低噪声放大器芯片之前加入起保护作用的限幅器芯片。限幅器是一种能够让小信号低损耗通过而对大信号进行吸收或者反射的电路基本单元。传统的反射式限幅器将接收到的大功率信号大部分反射，这不利于整个T/R组件系统的稳定。
发明内容
为了解决上述问题中的至少一个，本发明的一个目的在于提供一种单平衡吸收式限幅器。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种单平衡吸收式限幅器，包括：lange耦合器、第一级对管、第二级对管、第三级对管、第四级对管、第五级对管、第六级对管、输入端口、隔离输出端口、耦合输出端口和直通输出端口；其中，
输入端口通过微带线连接lange耦合器的输入端口；
lange耦合器的隔离端口通过微带线连接隔离输出端口；
lange耦合器的耦合端口通过微带线连接第一级对管；
第一级对管通过微带线连接第二级对管；
第二级对管通过微带线连接第三级对管；
第三级对管通过微带线连接耦合输出端口；
lange耦合器的直通端口通过微带线连接第四级对管；
第四级对管通过微带线连接第五级对管；
第五级对管通过微带线连接第六级对管；
第六级对管通过微带线连接直通输出端口。
在一个具体示例中，所述第一级对管包括八个二极管，其中，所述第一二极管的阳极接地，第一二极管的阴极和第二二极管的阳极相连，第二二极管的阴极与第三二极管的阳极、微带线、第五二极管的阴极和第七二极管的阳极相连，第三二极管的阴极与第四二极管的阳极相连，第四二极管的阴极接地，第五二极管的阳极与第六二极管的阴极相连，第六二极管的阳极接地，第七二极管的阴极与第八二极管的阳极相连，第八二极管的阴极接地。
在一个具体示例中，所述第一级对管与所述第四级对管结构相同。
在一个具体示例中，所述第二级对管包括两个二极管，其中，所述第九二极管的阳极接地，第九二极管的阴极、微带线和第十二极管的阳极相连，第十二极管的阴极接地。
在一个具体示例中，所述第二级对管与所述第三级对管结构相同。
在一个具体示例中，所述第五级对管包括两个二极管，其中，所述第十一二极管的阴极接地，第十一二极管的阳极、微带线和第十二二极管的阴极相连，第十二二极管的阳极接地。
在一个具体示例中，所述第五级对管与所述第六级对管结构相同。
在一个具体示例中，所述第一级对管、第二级对管、第三级对管、第四级对管、第五级对管和第六级对管中包括的二极管为GaAs PIN二极管。
在一个具体示例中，所述耦合输出端口和所述直通输出端口的信号幅度相同，相位相差90°。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案，通过lange耦合器将输入功率一分为二，大大提升了限幅器芯片的耐功率能力，同时改善了限幅器及T/R组件的端口匹配状态；通过采用三级PIN二极管对管的连接，限幅器的限幅电平能控制在较低的水平，有效避免了低噪声放大器芯片的烧毁；第一级对管通过串并联连接，可有效降低限幅器的插损，同时大大提升耐功率能力。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明提供的单平衡吸收式限幅器电路示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种单平衡吸收式限幅器，包括：lange耦合器C、第一级对管A11、第二级对管A21、第三级对管A31、第四级对管A12、第五级对管A22、第六级对管A32、输入端口IN、隔离输出端口1、耦合输出端口2和直通输出端口3；其中，
输入端口IN通过微带线连接lange耦合器C的输入端口C1；
lange耦合器C的隔离端口C2通过微带线连接隔离输出端口1；
lange耦合器C的耦合端口C3通过微带线连接第一级对管A11；
第一级对管A11通过微带线连接第二级对管A21；
第二级对管A21通过微带线连接第三级对管A31；
第三级对管A31通过微带线连接耦合输出端口2；
lange耦合器C的直通端口C4通过微带线连接第四级对管A12；
第四级对管A12通过微带线连接第五级对管A22；
第五级对管A22通过微带线连接第六级对管A32；
第六级对管A32通过微带线连接直通输出端口3。
在一个具体示例中，所述第一级对管A11包括八个二极管，其中，所述第一二极管D1的阳极接地，第一二极管D1的阴极和第二二极管D2的阳极相连，第二二极管D2的阴极与第三二极管D3的阳极、微带线、第五二极管D5的阴极和第七二极管D7的阳极相连，第三二极管D3的阴极与第四二极管D4的阳极相连，第四二极管D4的阴极接地，第五二极管D5的阳极与第六二极管D6的阴极相连，第六二极管D6的阳极接地，第七二极管D7的阴极与第八二极管D8的阳极相连，第八二极管D8的阴极接地。
在一个具体示例中，所述第一级对管A11与所述第四级对管A12结构相同。
在一个具体示例中，所述第二级对管A21包括两个二极管，其中，所述第九二极管D9的阳极接地，第九二极管D9的阴极、微带线和第十二极管D10的阳极相连，第十二极管D10的阴极接地。
在一个具体示例中，所述第二级对管A21与所述第三级对管A31结构相同。
在一个具体示例中，所述第五级对管A22包括两个二极管，其中，所述第十一二极管D11的阴极接地，第十一二极管D11的阳极、微带线和第十二二极管D12的阴极相连，第十二二极管D12的阳极接地。
在一个具体示例中，所述第五级对管A22与所述第六级对管A32结构相同。
在一个具体示例中，所述第一级对管A11、第二级对管A21、第三级对管A31、第四级对管A12、第五级对管A22和第六级对管A32中包括的二极管为GaAs PIN二极管。
在一个具体示例中，所述耦合输出端口2和所述直通输出端口3的信号幅度相同，相位相差90°。
本实施例限幅器采用GaAs PIN工艺单片集成，将lange耦合器、多级PIN二极管对管及各处微带连接线集成在一颗限幅器芯片上，简化了单平衡吸收式限幅器的结构，大大减小了其尺寸，且耐功率能力也很高，可靠性好。
所述单平衡吸收式限幅器的工作原理为：
在单平衡吸收式限幅器输入端口IN输入小信号状态下，第一级对管A11和第四级对管A12、第二级对管A21和第五级对管A22、第三级对管A31和第六级对管A32中的每个二极管均处于截止状态，信号由输入端口IN经lange耦合器C和多级对管之间的微带线传输至单平衡吸收式限幅器的耦合输出端口2和直通输出端口3，体现为小插损状态。
在单平衡吸收式限幅器输入端口IN输入大信号状态下，第一级对管A11和第四级对管A12、第二级对管A21和第五级对管A22、第三级对管A31和第六级对管A32中的每个二极管均处于导通状态，输入功率大部分被发射到单平衡吸收式限幅器隔离输出端口1，再在隔离输出端口1处外接50欧姆的大功率负载电阻吸收该部分功率，耦合输出端口2和直通输出端口3仅有小部分功率输出，体现为吸收限幅状态。
本发明所述技术方案，通过lange耦合器将输入功率一分为二，大大提升了限幅器芯片的耐功率能力，同时改善了限幅器及T/R组件的端口匹配状态；通过采用三级PIN二极管对管的连接，限幅器的限幅电平能控制在较低的水平，有效避免了低噪声放大器芯片的烧毁；第一级对管通过串并联连接，可有效降低限幅器的插损，同时大大提升耐功率能力。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (9)
1.一种单平衡吸收式限幅器，其特征在于，包括：lange耦合器、第一级对管、第二级对管、第三级对管、第四级对管、第五级对管、第六级对管、输入端口、隔离输出端口、耦合输出端口和直通输出端口；其中，该对管为二极管对管；
输入端口通过微带线连接lange耦合器的输入端口；
lange耦合器的隔离端口通过微带线连接隔离输出端口；
lange耦合器的耦合端口通过微带线连接第一级对管；
第一级对管通过微带线连接第二级对管；
第二级对管通过微带线连接第三级对管；
第三级对管通过微带线连接耦合输出端口；
lange耦合器的直通端口通过微带线连接第四级对管；
第四级对管通过微带线连接第五级对管；
第五级对管通过微带线连接第六级对管；
第六级对管通过微带线连接直通输出端口。
2.根据权利要求1所述的限幅器，其特征在于，所述第一级对管包括八个二极管，其中，第一二极管的阳极接地，第一二极管的阴极和第二二极管的阳极相连，第二二极管的阴极与第三二极管的阳极、微带线、第五二极管的阴极和第七二极管的阳极相连，第三二极管的阴极与第四二极管的阳极相连，第四二极管的阴极接地，第五二极管的阳极与第六二极管的阴极相连，第六二极管的阳极接地，第七二极管的阴极与第八二极管的阳极相连，第八二极管的阴极接地。
3.根据权利要求2所述的限幅器，其特征在于，所述第一级对管与所述第四级对管结构相同。
4.根据权利要求1所述的限幅器，其特征在于，所述第二级对管包括两个二极管，其中，第九二极管的阳极接地，第九二极管的阴极、微带线和第十二极管的阳极相连，第十二极管的阴极接地。
5.根据权利要求4所述的限幅器，其特征在于，所述第二级对管与所述第三级对管结构相同。
6.根据权利要求1所述的限幅器，其特征在于，所述第五级对管包括两个二极管，其中，第十一二极管的阴极接地，第十一二极管的阳极、微带线和第十二二极管的阴极相连，第十二二极管的阳极接地。
7.根据权利要求6所述的限幅器，其特征在于，所述第五级对管与所述第六级对管结构相同。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的限幅器，其特征在于，所述第一级对管、第二级对管、第三级对管、第四级对管、第五级对管和第六级对管中包括的二极管为GaAs PIN二极管。
9.根据权利要求8所述的的限幅器，其特征在于，所述耦合输出端口和所述直通输出端口的信号幅度相同，相位相差90°。
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