CN114268287A - 单向微波限幅器及通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于射频通信技术领域，提供了一种单向微波限幅器及通信系统，上述限幅器包括：双向耦合器、正向检波模块、反向检波模块、积分模块、扼流电感、PIN二极管；双向耦合器的第一主支路端与天线端连接，第二主支路端分别与扼流电感的第一端、PIN二极管的正极及功率发射端连接，第一耦合端与正向检波模块的输入端连接，第二耦合端与反向检波模块的输入端连接；正向检波模块的输出端分别与反向检波模块的输出端、积分模块的第一端及扼流电感的第二端连接；本发明根据双向耦合器的特性，当天线端有大功率信号注入时，正向检波模块的输出和反向检波模块的输出通过积分模块共同作用到PIN二极管的正极使其导通，实现对大功率信号的单向防护。

Description

单向微波限幅器及通信系统

技术领域

本发明属于射频通信技术领域，尤其涉及一种单向微波限幅器及通信系统。

背景技术

微波限幅器是一种功率调制器件，在小功率时，信号几乎无衰减地通过，但输入功率增大到一定值时，信号会产生很大的衰减，常被用于接收机的防护，保护低噪声放大器。

现有技术中，微波限幅器通常为双向的，不能用于发射机的单向防护，缺少一种单向限幅器，无法满足实际应用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种单向微波限幅器及通信系统，以解决现有技术中微波限幅器通常为双向，无法满足实际应用需求的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种单向微波限幅器，包括：双向耦合器、正向检波模块、反向检波模块、积分模块、扼流电感、PIN二极管、天线端及功率发射端；

双向耦合器的第一主支路端与天线端连接，双向耦合器的第二主支路端分别与扼流电感的第一端、PIN二极管的正极及功率发射端连接，双向耦合器的第一耦合端与正向检波模块的输入端连接，双向耦合器的第二耦合端与反向检波模块的输入端连接；

正向检波模块的输出端分别与反向检波模块的输出端、积分模块的第一端及扼流电感的第二端连接；PIN二极管的负极接地；

天线端用于与天线连接，功率发射端用于与发射机连接。

可选的，单向微波限幅器还包括：第一隔离器；

第一隔离器的输入端与双向耦合器的第一耦合端连接，第一隔离器的输出端与正向检波模块的输入端连接。

可选的，单向微波限幅器还包括：第二隔离器；

第二隔离器的输入端与双向耦合器的第二耦合端连接，第二隔离器的输出端与反向检波模块的输入端连接。

可选的，正向检波模块包括：第一检波二极管；

第一检波二极管的正极与正向检波模块的输入端连接，第一检波二极管的负极与正向检波模块的输出端连接。

可选的，反向检波模块包括：第二检波二极管；

第二检波二极管的正极与反向检波模块的输出端连接，第二检波二极管的负极与反向检波模块的输入端连接。

可选的，积分模块可以包括：第一电阻及第一电容；

第一电阻的第一端分别与第一电容的第一端及积分模块的第一端连接；

第一电阻的第二端及第一电容的第二端均接地。

可选的，单向微波限幅器还包括：第二电容；

第二电容的第一端与双向耦合器的第一主支路端连接，第二电容的第二端与天线端连接。

可选的，单向微波限幅器还包括：第三电容；

第三电容的第一端分别与双向耦合器的第二主支路端、扼流电感的第一端及PIN二极管的正极连接，第三电容的第二端与功率发射端连接。

本发明实施例的第二方面提供了一种微波发射装置，包括：发射机、天线及如本发明实施例的第一方面提供的单向微波限幅器；

单向微波限幅器的天线端与天线连接，单向微波限幅器的功率发射端与发射机连接。

本发明实施例的第三方面提供了一种通信系统，包括本发明实施例第二方面提供的微波发射装置。

本发明实施例提供了一种单向微波限幅器及通信系统，上述限幅器包括：双向耦合器、正向检波模块、反向检波模块、积分模块、扼流电感、PIN二极管、天线端及功率发射端；双向耦合器的第一主支路端与天线端连接，双向耦合器的第二主支路端分别与扼流电感的第一端、PIN二极管的正极及功率发射端连接，双向耦合器的第一耦合端与正向检波模块的输入端连接，双向耦合器的第二耦合端与反向检波模块的输入端连接；正向检波模块的输出端分别与反向检波模块的输出端、积分模块的第一端及扼流电感的第二端连接；PIN二极管的负极接地；天线端用于与天线连接，功率发射端用于与发射机连接。本发明实施例根据双向耦合器的特性，当天线端有大功率信号注入时，正向检波模块的输出和反向检波模块的输出通过积分模块共同作用到PIN二极管的正极使其导通；反之当功率发射端有信号注入时无影响。本发明实施例提供了一种单向微波限幅器，可用于发射机对大功率信号的单向防护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种单向微波限幅器结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种单向微波限幅器电路原理。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参考图1，本发明实施例的第一方面提供了一种单向微波限幅器，包括：双向耦合器11、正向检波模块12、反向检波模块13、积分模块14、扼流电感L1、PIN二极管D1、天线端A及功率发射端B；

双向耦合器11的第一主支路端与天线端A连接，双向耦合器11的第二主支路端分别与扼流电感L1的第一端、PIN二极管D1的正极及功率发射端B连接，双向耦合器11的第一耦合端与正向检波模块12的输入端连接，双向耦合器11的第二耦合端与反向检波模块13的输入端连接；

正向检波模块12的输出端分别与反向检波模块13的输出端、积分模块14的第一端及扼流电感L1的第二端连接；PIN二极管D1的负极接地；

天线端A用于与天线连接，功率发射端B用于与发射机连接。

本发明实施例中，当信号由天线端A注入时，双向耦合器11的第一耦合端为实际的耦合端，耦合一部分能量，通过正向检波模块12和积分模块14实现较高的正向电压和正向电流的整流；双向耦合器11的第二耦合端为实际的隔离端，耦合少量能量，通过反向检波模块13和积分模块14，实现较小的反向电压和反向电流的整流，二者共用积分模块14，由于第一耦合端耦合的能量更多，整体检波电压和检波电流为正。基于PIN二极管D1在微波频段的特性，外加正向电压时呈现线性阻抗。当信号为大功率干扰信号时，检波电压通过扼流电感L1加在PIN二极管D1的正极，二极管导通，大功率干扰信号被泄放掉，从而实现了大功率信号的防护。

反之，当大功率信号由功率发射端B注入时，双向耦合器11的第二耦合端变为耦合端，耦合大部分能量，双向耦合器11的第一耦合端变为隔离端，耦合小部分能量，整体检波电压和检波电流为负，PIN二极管D1反偏无法导通，大功率信号通过双向耦合器11的主支路由天线端A发射出去。

由以上可知，本发明实施例提供了一种单向限幅器，发射方向不起限幅作用，不影响信号的正常发射；反向接收方向可防护大功率信号的干扰及攻击，应用于发射机可有效防止外界信号干扰及攻击，耐受大功率，提高了发射机的微波防护能力，有效提供了通信系统的安全性及可靠性，填补了微波防护方向的空白。且本发明实施例提供的单向限幅器电路结构简单，成本低，非常适于实际应用。

一些实施例中，参考图2，上述单向微波限幅器还可以包括：第一隔离器15；

第一隔离器15的输入端与双向耦合器11的第一耦合端连接，第一隔离器15的输出端与正向检波模块12的输入端连接。

一些实施例中，参考图2，上述单向微波限幅器还可以包括：第二隔离器16；

第二隔离器16的输入端与双向耦合器11的第二耦合端连接，第二隔离器16的输出端与反向检波模块13的输入端连接。

本发明实施例还设置有第一隔离器15，用于提升端口的隔离度，实现正向的单向检波。同理，第二隔离器16也用于提升端口的隔离度，实现反向的单向检波。第一隔离器15和第二隔离器16共同作用，提高了双向耦合器11耦合端和隔离端之间的隔离度，进一步提高了限幅器的可靠性。

其中，第一隔离器15和第二隔离器16还可以为环形器。

一些实施例中，参考图2，正向检波模块12可以包括：第一检波二极管D2；

第一检波二极管D2的正极与正向检波模块12的输入端连接，第一检波二极管D2的负极与正向检波模块12的输出端连接。

一些实施例中，参考图2，反向检波模块13可以包括：第二检波二极管D3；

第二检波二极管D3的正极与反向检波模块13的输出端连接，第二检波二极管D3的负极与反向检波模块13的输入端连接。

本发明实施例中采用检波二极管同时配合积分模块14实现正向检波或反向检波，检波效果好，电路结构简单。

一些实施例中，第一检波二极管D2和第二检波二极管D3均可以为肖特基二极管。

一些实施例中，参考图2，积分模块可以包括：第一电阻R1及第一电容C1；

第一电阻R1的第一端分别与第一电容C1的第一端及积分模块14的第一端连接；

第一电阻R1的第二端及第一电容C1的第二端均接地。

一些实施例中，参考图2，上述单向微波限幅器还可以包括：第二电容C2；

第二电容C2的第一端与双向耦合器11的第一主支路端连接，第二电容C2的第二端与天线端A连接。

一些实施例中，参考图2，上述单向微波限幅器还可以包括：第三电容C3；

第三电容C3的第一端分别与双向耦合器11的第二主支路端、扼流电感L1的第一端及PIN二极管D1的正极连接，第三电容C3的第二端与功率发射端B连接。

本发明实施例中天线端A和功率发射端B还设置有电容，用于隔离滤波，滤除低频信号。

对应于上述实施例，本发明实施例还提供了一种微波发射装置，包括：发射机、天线及如本发明实施例提供的单向微波限幅器；

单向微波限幅器的天线端A与天线连接，单向微波限幅器的功率发射端B与发射机连接。

进一步的，本发明实施例中还提供了一种微波收发装置，包括：T/R组件、天线及如本发明实施例提供的单向微波限幅器；

单向微波限幅器的天线端A与天线连接，单向微波限幅器的功率发射端B与T/R组件连接。

对应于上述任一种微波发射装置，本发明实施例还提供了一种通信系统，该通信系统包括上述任一种微波发射装置，且具有上述微波发射装置所具有的优点，在此不再赘述。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单向微波限幅器，其特征在于，包括：双向耦合器、正向检波模块、反向检波模块、积分模块、扼流电感、PIN二极管、天线端及功率发射端；

所述双向耦合器的第一主支路端与所述天线端连接，所述双向耦合器的第二主支路端分别与所述扼流电感的第一端、所述PIN二极管的正极及所述功率发射端连接，所述双向耦合器的第一耦合端与所述正向检波模块的输入端连接，所述双向耦合器的第二耦合端与所述反向检波模块的输入端连接；

所述正向检波模块的输出端分别与所述反向检波模块的输出端、所述积分模块的第一端及所述扼流电感的第二端连接；所述PIN二极管的负极接地；

所述天线端用于与天线连接，所述功率发射端用于与发射机连接。

2.如权利要求1所述的单向微波限幅器，其特征在于，还包括：第一隔离器；

所述第一隔离器的输入端与所述双向耦合器的第一耦合端连接，所述第一隔离器的输出端与所述正向检波模块的输入端连接。

3.如权利要求2所述的单向微波限幅器，其特征在于，还包括：第二隔离器；

所述第二隔离器的输入端与所述双向耦合器的第二耦合端连接，所述第二隔离器的输出端与所述反向检波模块的输入端连接。

4.如权利要求1所述的单向微波限幅器，其特征在于，所述正向检波模块包括：第一检波二极管；

所述第一检波二极管的正极与所述正向检波模块的输入端连接，所述第一检波二极管的负极与所述正向检波模块的输出端连接。

5.如权利要求4所述的单向微波限幅器，其特征在于，所述反向检波模块包括：第二检波二极管；

所述第二检波二极管的正极与所述反向检波模块的输出端连接，所述第二检波二极管的负极与所述反向检波模块的输入端连接。

6.如权利要求1至5任一项所述的单向微波限幅器，其特征在于，所述积分模块包括：第一电阻及第一电容；

所述第一电阻的第一端分别与所述第一电容的第一端及所述积分模块的第一端连接；

所述第一电阻的第二端及所述第一电容的第二端均接地。

7.如权利要求1至5任一项所述的单向微波限幅器，其特征在于，还包括：第二电容；

所述第二电容的第一端与所述双向耦合器的第一主支路端连接，所述第二电容的第二端与所述天线端连接。

8.如权利要求1至5任一项所述的单向微波限幅器，其特征在于，还包括：第三电容；

所述第三电容的第一端分别与所述双向耦合器的第二主支路端、所述扼流电感的第一端及所述PIN二极管的正极连接，所述第三电容的第二端与所述功率发射端连接。

9.一种微波发射装置，其特征在于，包括：发射机、天线及如权利要求1至8任一项所述的单向微波限幅器；

所述单向微波限幅器的天线端与所述天线连接，所述单向微波限幅器的功率发射端与所述发射机连接。

10.一种通信系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的微波发射装置。

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