CN202268862U - 微波开关限幅器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种微波开关限幅器，包括：由第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管构成的开关单元，以及限幅单元，开关单元采用二极管全并联的方式实现，这样并联连接的二极管可以直接焊接在腔体上，二极管正常工作时产生的热量直接通过腔体散失，不会出现热量堆积的现象，使得该微波开关限幅器具有较大功率容量，同时，二极管全并联方式，等效电阻很小，因此，损耗也很小。而且，该微波开关限幅器采用多级背对背连接的二极管进行限幅，能够实现低的限幅电平。

Description

微波开关限幅器

技术领域

本申请涉及微波技术领域，特别是涉及微波开关限幅器。

背景技术

随着电磁波的广泛应用，限幅器在微波信号的接收系统中的应用越来越重要，微波开关限幅器的作用是，使通过该微波开关限幅器的大功率微波信号得到一定量得衰减，小功率微波信号不衰减，从而保护微波信号接收系统中的功率敏感器件不被大功率微波信号烧毁。

微波开关限幅器的基本原理是，可以人为的加入控制信号，控制微波开关限幅器的通断，并在所述微波开关限幅器中的开关单元导通时，将微波信号进行衰减，具体的，开关单元内的二极管导通时将微波信号的反射回去，使微波信号衰减，二极管的反射量与得到微波信号的衰减量成正比，且所述二极管的反射量随微波信号功率的不同而不同，其反射量的大小与微波信号的功率有关，微波信号的功率越大，所述反射量越大，即衰减量越大，从而达到保护后即器件的目的。

现有的微波开关限幅器的电路原理图入图1所示，包括开关单元和限幅单元，其中，开关单元采用二极管串并联组合方式，即二极管V1和V3串联，二极管V2和V4并联。限幅器采用图1所示的二极管V5、V6、V7和电感L3的方式实现。

如图1所示，开关单元主要包括：二极管V1-V4，电感L1、L2、L4，电容C1、C2、C4、C5，电阻R1-R3，其中：

电阻R1为负载电阻，当开关单元处于关断状态时，吸收功率，电感L1和电容C4串联构成滤波网络，滤除从第一控制端E1输入的干扰信号，电阻R2的作用是限流，防止电路中的电流过大，电感L2和电容C5串联构成滤波网络，滤除从第二控制端E2输入的干扰信号，电阻R3的作用是限流，防止电路中的电流过大，电容C1和C2及电感L4的作用是均滤波。

当第一控制端E1输入正电压、第二控制端E2输入负电压时，二极管V1和V2导通，V3和V4截止，即开关单元处于关断状态，V1和V2将从微波信号输入端J0输入的微波信号反射回去，二极管V3和V4则不会反射微波信号，因此，微波信号被负载电阻R1吸收；

当第一控制端E1输入正负电压、第二控制端E2输入正电压时，二极管V1和V2截止，二极管V3和V4导通，即开关单元处于导通状态，微波信号从输入端J0输入，并经过二极管V5-V7进行衰减后，从输出端J1输出。

现有技术的微波开关限幅器的开关单元采用二极管串并联组合方式实现，这种结构中的串联连接的二极管必须烧结在腔体上的基片上，这样，二极管工作时产生的热量必须通过基片传到腔体上，热量容易堆积，很容易烧毁二极管，换言之，现有的微波开关限幅器的功率容量低；同时，串联的二极管的电阻上将产生损耗，导致微波开关限幅器的损耗较大。而且，现有的微波开关限幅器的限幅水平较低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种微波开关限幅器，以实现提高微波开关限幅器的功率容量并降低损耗，技术方案如下：

一种微波开关限幅器，包括腔体和腔体盖，其中所述腔体内设置有开关限幅电路，所述开关限幅电路至少包括：微波信号输入端、微波信号输出端、第一控制端、第二控制端，所述开关限幅电路还包括：由第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管构成的开关单元，以及限幅单元，其中：

所述第一二极管和所述第二二极管并联连接在所述微波信号输入端和第一控制端之间，且两个二极管的阳极连接所述微波信号输入端，阴极连接接地端；

所述第三二极管和所述第四二极管并联连接在所述微波信号输入端和所述第二控制端之间，且所述第三二极管和所述第四二极管的阳极连接所述微波信号输入端，且所述阳极通过负载连接接地端，第三二极管和第四二极管的阴极连接接地端。

所述限幅单元连接在所述第二二极管的阳极与所述微波信号输出端之间，且该所述限幅单元包括多组背对背二极管组，该背对背二极管组包括第五二极管和第六二极管，其中：

所述第五二极管的阳极与所述第二二极管并联，第六二极管的阴极与所述第五二极管的阳极连接，所述第六二极管的阳极连接接地端。

优选的，上述的微波开关限幅器，还包括：

连接在所述微波信号输入端和第一二极管的阳极之间的第一电容，连接在所述微波信号输入端和第三二极管的阳极之间的第二电容。

优选的，上述的微波开关限幅器，还包括：

连接在所述第一控制端和所述第二二极管的阳极之间的第一滤波网络。

优选的，所述第一滤波网络具体为：串联连接的第一电感和第三电容，其中：

第一电感和第三电容的公共端通过第一限流电阻连接所述第一控制端，第一电感的另一端连接所述第二二极管的阳极，所述第三电容的另一端连接接地端。

优选的，上述的微波开关限幅器，还包括：

连接在所述第二控制端和所述第四二极管的阳极之间的第二滤波网络。

优选的，所述第二滤波网络具体为：串联连接的第二电感和第四电容，其中：

第二电感和第四电容的公共端通过第二限流电阻连接所述第二控制端，第二电感的另一端连接所述第四二极管的阳极，所述第四电容的另一端连接接地端。

优选的，上述的微波开关限幅器，还包括：

连接在第二二极管的阳极和限幅器之间的第五电容；

连接在第四二极管的阳极和所述负载之间的第六电容。

优选的，所述腔体和腔体盖通过激光焊接方式连接。

优选的，所述腔体为铝合金腔体。

优选的，所述腔体内的基片为合金焊片。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，开关单元采用二极管全并联的方式实现，这样并联连接的二极管可以直接焊接在腔体上，二极管正常工作时产生的热量直接通过腔体散失，不会出现热量堆积的现象，使得该微波开关限幅器具有较大功率容量，同时，二极管全并联方式，等效电阻很小，因此，损耗也很小。而且，该微波开关限幅器采用多级背对背连接的二极管进行限幅，能够实现低的限幅电平。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种微波开关限幅器的电路原理图；

图2为本申请实施例一种微波开关限幅器的电路原理框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参见图2，示出了本申请实施例一种微波开关限幅器中的开关限幅电路原理示意图，该开关限幅电路主要包括：开关单元100和限幅单元200，其中：

开关单元100包括：并联连接在微波信号输入端J0和第一控制端E1之间的第一二极管V1和第二二极管V2，其中，两个二极管的阳极与所述微波信号输入端J0相连，两个二极管的阴极均连接接地端。

并联连接在微波信号输入端J0和第二控制端E2之间的第三二极管V3和第四二极管V4，其中，此两个二极管的阳极连接所述微波信号输入端J0，阴极连接接地端。而且，第四二极管V4的阳极连接负载电阻R1，电阻R1的另一端连接接地端。

所述限幅单元200连接在微波信号输出端J1和第二二极管V2的阳极之间，且该限幅单元200包括，多组背对背二极管组，该背对背二极管组包括第五二极管V5和第六二极管V6，具体的，第五二极管V5与所述第二二极管V2并联，所述第六二极管V6的阴极与所述第五二极管V5的阳极相连，第六二极管V6的阳极连接接地端，

如图2所示，该限幅单元200包括三组背对背二极管组串联的限幅电路，具体的，第七二极管V7和第八二极管V8构成的限幅电路，以及第九二极管V9和第十二极管V10构成的限幅电路，限幅电路能够提高二极管自身的检波特性，当微波信号为大功率微波信号时，二极管很好地导通，使大功率微波信号衰减幅度更大，限幅特性更好，实现较低的限幅电平。

该微波开关限幅器的工作过程如下：

当第一控制端E1输入+4.8V的电压信号，第二控制端E2输入-4.8V电压信号时，第一二极管V1和第二二极管V2导通，第三二极管V3和第四二极管V4截止，导通的二极管将微波信号输入端J0输入的微波信号反射回去，截止的二极管则不反射微波信号，因此，输入的微波信号被电阻R1吸收；

当第一控制端E1输入-4.8V的电压信号，第二控制端E2输入+4.8V电压信号时，第一二极管V1和第二二极管V2截止，第三二极管V3和第四二极管V4导通，导通的二极管将微波信号输入端J0输入的微波信号反射回去，截止的二极管则不反射微波信号，因此，从微波信号输入端J0进入的微波信号经过限幅电路的衰减后由微波信号输出端J1输出，即形成了微波信号输入端J0至微波信号输出端J1之间的通道。

本实施例提供的微波开关限幅器，采用二极管全并联的方式实现，这样并联连接的二极管可以直接焊接在腔体上，二极管正常工作时产生的热量直接通过腔体散失，不会出现热量堆积的现象，使得该微波开关限幅器具有较大功率容量，同时，二极管全并联方式，等效电阻很小，因此，损耗也很小。而且，该微波开关限幅器采用多级背对背连接的二极管进行限幅，能够实现低的限幅电平。

优选的，参见图2所示的微波开关限幅器的一种优选电路结构，该微波开关限幅器还包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C5、第四电容C6、第五电容C3、第六电容C4、第一电感L1、第二电感L2、第一限流电阻R2、第二限流电阻R3，其中：

第一电容C1串接在微波信号输入端J0和第一二极管V1之间，用于隔离直流信号；第二电容C2串接在微波信号输入端J0和第三二极管V3之间，电容用于隔离直流信号；

第五电容C3串接在第二二极管V2的阳极和限幅单元之间，用于隔离提供给限幅单元的微波信号中的直流信号；

第六电容C4串接在第四二极管V4的阳极和电阻R1之间，用于隔离直流信号。

第一控制端E1通过第一滤波网络连接至第二二极管V2的阳极，该第一滤波网络由第一电感L1和第三电容C5串联构成，用于滤除干扰信号，其中，

第一电感L1和第三电容C5的公共端连接用于防止电路中电流过大烧毁该第一滤波网络的第一限流电阻R2，所述第一限流电阻R2的另一端即第一控制端E1，第一电感L1的另一端连接所述第二二极管V2的阳极，第三电容C5的另一端连接接地端；

第二控制端E2通过第二滤波网络连接至第四二极管V4的阳极，该第二滤波网络由第二电感L2和第四电容C6串联构成，用于滤除干扰信号，其中，

第二电感L2和第四电容C6的公共端连接有用于防止电路中电流过大烧毁第二滤波网络的第二限流电阻R3，。所述第二限流电阻R3的另一端即第二控制端E2，第二电感L2的另一端连接所述第四二极管V4的阳极，第四电容C5的另一端连接接地端。

本实施例提供的微波开关限幅器，增加了用于滤除该开关限幅电路中的干扰信号的滤波网络和隔离直流信号的隔直电容。

利用上述实施例提供的开关限幅电路封装在腔体内，再将腔体盖将所述腔体密封，从而得到微波开关限幅器产品。

具体实施时，腔体和腔体盖采用激光封帽工艺固定在一起，保证腔体内的密封度，减少进入腔体内的水汽，从而提高腔体内各元器件的使用寿命，进而提高该微波开关限幅器的使用寿命。

腔体采用特殊的铝合金材料，从而保证腔体良好的激光焊接，保证较高的密封度，而且腔体的结构设计能够保证该腔体的空间内能量辐射的影响小于隔离度。

二极管作为微波开关限幅器的基本工作单元，安装设置在微波开关限幅器的腔体上，且用共晶焊接，固定在基片上的二极管V5-V10和电容C3-C6用导电胶烧结固定在基片上。

腔体内的基片采用合金焊片，在真空炉中进行烧结，有效控制了烧结空洞率，保证了良好的接地特性；

本申请提供的微波开关限幅器内的各元器件均采用粘片工艺固定在腔体和基片上，所述粘片采用进口导电胶和共晶工艺，采用进口环氧粘片机进行操作，有效控制了粘片一致性，保证多级背对背限幅电路之间的损耗和相位的一致性，粘片工艺稳定，粘片无空洞，有利于引线键合操作。

利用本申请提供的微波开关限幅器的电路结构和微波开关限幅器的腔体结构，使得微波开关限幅器的频率范围为3.1GHz～3.4GHz、插入损耗不大于1dB、隔离度不小于30dB，输入输出电压驻波比不超过1.2、开关时间不超过1us，承受同步功率大于60W，承受非同步功率不小于10W、限幅电平不小于15mW，由此可见，本申请提供的微波开关限幅器的性能技术指标均优于现有的微波开关限幅器的技术指标。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种微波开关限幅器，包括腔体和腔体盖，所述腔体内设置有开关限幅电路，所述开关限幅电路至少包括：微波信号输入端、微波信号输出端、第一控制端、第二控制端，其特征在于，所述开关限幅电路还包括：

由第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管构成的开关单元，以及限幅单元，其中：

所述第一二极管和所述第二二极管并联连接在所述微波信号输入端和第一控制端之间，且两个二极管的阳极连接所述微波信号输入端，阴极连接接地端；

所述第三二极管和所述第四二极管并联连接在所述微波信号输入端和所述第二控制端之间，且所述第三二极管和所述第四二极管的阳极连接所述微波信号输入端，且所述阳极通过负载连接接地端，第三二极管和第四二极管的阴极连接接地端，

所述限幅单元连接在所述第二二极管的阳极与所述微波信号输出端之间，且该所述限幅单元包括多组背对背二极管组，该背对背二极管组包括第五二极管和第六二极管，其中：

所述第五二极管的阳极与所述第二二极管并联，第六二极管的阴极与所述第五二极管的阳极连接，所述第六二极管的阳极连接接地端。

2.根据权利要求1所述的微波开关限幅器，其特征在于，还包括：

连接在所述微波信号输入端和第一二极管的阳极之间的第一电容，连接在所述微波信号输入端和第三二极管的阳极之间的第二电容。

3.根据权利要求1所述的微波开关限幅器，其特征在于，还包括：

连接在所述第一控制端和所述第二二极管的阳极之间的第一滤波网络。

4.根据权利要求3述的微波开关限幅器，其特征在于，所述第一滤波网络具体为：串联连接的第一电感和第三电容，其中：

第一电感和第三电容的公共端通过第一限流电阻连接所述第一控制端，第一电感的另一端连接所述第二二极管的阳极，所述第三电容的另一端连接接地端。 

5.根据权利要求1所述的微波开关限幅器，其特征在于，还包括：

连接在所述第二控制端和所述第四二极管的阳极之间的第二滤波网络。

6.根据权利要求5所述的微波开关限幅器，其特征在于，所述第二滤波网络具体为：串联连接的第二电感和第四电容，其中：

第二电感和第四电容的公共端通过第二限流电阻连接所述第二控制端，第二电感的另一端连接所述第四二极管的阳极，所述第四电容的另一端连接接地端。

7.根据权利要求1所述的微波开关限幅器，其特征在于，还包括：

连接在第二二极管的阳极和所述限幅单元之间的第五电容，以及，

连接在第四二极管的阳极和所述负载之间的第六电容。

8.根据权利要求1所述的微波开关限幅器，其特征在于，所述腔体和腔体盖通过激光焊接方式连接。

9.根据权利要求1所述的微波开关限幅器，其特征在于，所述腔体为铝合金腔体。 

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