CN204836091U - 一种开关限幅低噪声放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种开关限幅低噪声放大器，包括单刀双掷开关单元，其输入端作为开关限幅低噪声放大器的输入端，其输出端分别与大功率电阻、限幅器的输入端相连，限幅器的输出端与放大电路的输入端相连，放大电路的输出端作为开关限幅低噪声放大器的输出端。本实用新型的体积小，将开关限幅器和低噪声放大器一体化设计；在小功率信号下开关限幅器快速恢复低损耗直通并经过放大电路放大以满足后面系统的正常工作，可靠性高。

Description

一种开关限幅低噪声放大器

技术领域

本实用新型涉及微波技术领域，尤其是一种开关限幅低噪声放大器。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，微波固态功放得到广泛运用，特别是在T/R系统中大功率微波部件正得到越来越广泛的应用。大功率微波开关限幅器是有源相控阵雷达必不可少的关键部件，近年来得到了极大的重视并获得了迅速的发展。微波系统的噪声系数基本上取决于前级低噪声放大器的噪声系数，所以低噪声放大器是接收系统中相当重要的部件，其噪声性能直接影响接收机的灵敏度，幅相特性直接决定接收机的幅相特性。因此，无论雷达和通信接收系统都要用到低噪声放大器。

大功率微波开关限幅器的技术难度主要体现在微波电路结构、设计、实现、及散热问题和驱动器电路等方面，尤其是宽带、多掷开关难度更大。目前国内个别微波公司在这方面已取得突破，如果能够解决开关功率容量、大功率管芯的微组装工艺、散热问题、快速大电流驱动器的设计，必将提高大功率微波开关限幅器的设计能力，将开关限幅器和低噪声放大器设计在一起，具有体积小、集成度高、使用方便、可靠性高的特点，便于系统小型化。随着微波器件小型化和集成化发展趋势的愈演愈烈，传统的设计已无法满足未来微波系统的使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种将开关限幅器和低噪声放大器集成于一体，体积小，可靠性高的开关限幅低噪声放大器。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种开关限幅低噪声放大器，包括单刀双掷开关单元，其输入端作为开关限幅低噪声放大器的输入端，其输出端分别与大功率电阻、限幅器的输入端相连，限幅器的输出端与放大电路的输入端相连，放大电路的输出端作为开关限幅低噪声放大器的输出端。

所述单刀双掷开关单元包括电容C1，其与电容C6并联，该并联端的一端作为开关限幅低噪声放大器的输入端，该并联端的另一端分别与电感L1的一端、二极管V1的阳极和二极管V3的阳极相连接；电感L1的另一端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端接地，电阻R1、电阻R2、电容C2三者并联；二极管V1的阴极分别与二极管V2的阳极、电容C4和电感L2的一端相连，电容C5并联在电容C4上，二极管V2的阴极接地，电感L2的另一端与电容C3的一端相连接，电容C3的另一端接地，电感L2与电容C3之间的节点接电源Vd1，电容C4的另一端与大功率电阻的输入端相连；二极管V3的阴极分别与二极管V4的阳极、电容C7和电感L3的一端相连，电容C8并联在电容C7上，二极管V4的阴极接地，电感L3的另一端接电容C9，电容C9的另一端接地，电感L3与电容C9之间的节点接电源Vd2，电容C7的另一端与限幅器的输入端相连。

所述大功率电阻由电阻R3、电阻R4并联组成，该并联端的一端与单刀双掷开关单元的输出端相连，该并联端的另一端接地。

所述限幅器包括二极管V5，二极管V5的阳极、二极管V6的阳极、二极管V7的阳极、二极管V8的阳极、二极管V9的阳极、二极管V10的阳极、二极管V13的阳极、二极管V14的阳极和电容C10的一端相连，且与单刀双掷开关单元的输出端相连，二极管V5的阴极、二极管V6的阴极、二极管V7的阴极、二极管V8的阴极、二极管V9的阴极、二极管V10的阴极、二极管V13的阴极、二极管V14的阴极分别接地，电容C10的另一端分别与电感L5的一端、放大电路的输入端相连，电感L5的另一端接地，电容C11并联在电容C10上。

所述放大电路包括电容C12，电容C12的一端与限幅器的输出端相连，电容C12的另一端与放大器V12的输入端相连，放大器V12的输出端分别与电感L6、电容C14的一端相连；电容C14的另一端分别与电阻R7和电阻R6相连，电阻R6的另一端接地，电阻R7的另一端分别与电阻R8和电容C15的一端相连，电阻R8的另一端接地；电容C15的另一端与放大器V11的输入端相连，放大器V11的输出端分别与电感L7和电容C18的一端相连，电容C18的另一端作为开关限幅低噪声放大器的输出端，电感L7的另一端分别与电容C19、电阻R9的一端相连，电容C19的另一端接地，电阻R10并联在电阻R9上，电阻R9的另一端分别与+5V直流电、电容C16、电容C17和电阻R5的一端相连，电容C16和电容C17的另一端分别接地，电阻R5的另一端分别与电容C13和电感L6的另一端相连，电容C13的另一端接地。

由上述技术方案可知，本实用新型的优点在于：第一，本实用新型的体积小，将开关限幅器和低噪声放大器一体化设计，开关限幅器部分选用高介电常数的PCB板加工，以缩小面积，二极管选用裸管芯，低噪声放大器部分选用0402封装的表贴器件；第二，本实用新型的可靠性好，为保证工作中的接地性良好，将微带板用钎焊技术焊接到壳体上，二极管管芯烧结在微带板及壳体底面上，加强散热能力，降低二极管结温，提高了产品的接地性能的同时提高了可靠性，且具有在大功率信号下大衰减限幅保护后面的放大器，在小功率信号下开关限幅器快速恢复低损耗直通并经过放大电路放大以满足后面系统的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种开关限幅低噪声放大器，包括单刀双掷开关单元1，其输入端作为开关限幅低噪声放大器的输入端，其输出端分别与大功率电阻2、限幅器3的输入端相连，限幅器3的输出端与放大电路4的输入端相连，放大电路4的输出端作为开关限幅低噪声放大器的输出端。所述大功率电阻2由电阻R3、电阻R4并联组成，该并联端的一端与单刀双掷开关单元1的输出端相连，该并联端的另一端接地。单刀双掷开关单元1起到选择微波电路通断的功能，当输入功率很小时选择到限幅器3，当有大功率输入时将开关选择到大功率电阻2，保护后面的电路；大功率电阻2在大功率输入的情况下吸收从单刀双掷开关单元1通过的大功率，使本实用新型输入端口保持匹配；限幅器3有限幅的功能，以保护后面的放大电路4，使其免受强信号的影响而烧毁；放大电路4有低噪声、放大的功能和作用。

如图1所示，所述单刀双掷开关单元1包括电容C1，其与电容C6并联，该并联端的一端作为开关限幅低噪声放大器的输入端，该并联端的另一端分别与电感L1的一端、二极管V1的阳极和二极管V3的阳极相连接；电感L1的另一端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端接地，电阻R1、电阻R2、电容C2三者并联；二极管V1的阴极分别与二极管V2的阳极、电容C4和电感L2的一端相连，电容C5并联在电容C4上，二极管V2的阴极接地，电感L2的另一端与电容C3的一端相连接，电容C3的另一端接地，电感L2与电容C3之间的节点接电源Vd1，电容C4的另一端与大功率电阻2的输入端相连；二极管V3的阴极分别与二极管V4的阳极、电容C7和电感L3的一端相连，电容C8并联在电容C7上，二极管V4的阴极接地，电感L3的另一端接电容C9，电容C9的另一端接地，电感L3与电容C9之间的节点接电源Vd2，电容C7的另一端与限幅器3的输入端相连。

如图1所示，所述限幅器3包括二极管V5，二极管V5的阳极、二极管V6的阳极、二极管V7的阳极、二极管V8的阳极、二极管V9的阳极、二极管V10的阳极、二极管V13的阳极、二极管V14的阳极和电容C10的一端相连，且与单刀双掷开关单元1的输出端相连，二极管V5的阴极、二极管V6的阴极、二极管V7的阴极、二极管V8的阴极、二极管V9的阴极、二极管V10的阴极、二极管V13的阴极、二极管V14的阴极分别接地，电容C10的另一端分别与电感L5的一端、放大电路4的输入端相连，电感L5的另一端接地，电容C11并联在电容C10上。

如图1所示，所述放大电路4包括电容C12，电容C12的一端与限幅器3的输出端相连，电容C12的另一端与放大器V12的输入端相连，放大器V12的输出端分别与电感L6、电容C14的一端相连；电容C14的另一端分别与电阻R7和电阻R6相连，电阻R6的另一端接地，电阻R7的另一端分别与电阻R8和电容C15的一端相连，电阻R8的另一端接地；电容C15的另一端与放大器V11的输入端相连，放大器V11的输出端分别与电感L7和电容C18的一端相连，电容C18的另一端作为开关限幅低噪声放大器的输出端，电感L7的另一端分别与电容C19、电阻R9的一端相连，电容C19的另一端接地，电阻R10并联在电阻R9上，电阻R9的另一端分别与+5V直流电、电容C16、电容C17和电阻R5的一端相连，电容C16和电容C17的另一端分别接地，电阻R5的另一端分别与电容C13和电感L6的另一端相连，电容C13的另一端接地。

在工作时，电源Vd1为低电平时，电源Vd2为高电平，此时信号通过单刀双掷开关单元1到达大功率电阻2，并被大功率电阻2吸收；电源Vd1为高电平时，电源Vd2为低电平，此时信号通过单刀双掷开关单元1到达限幅器3，被限幅后的信号到达放大电路4并被放大后输出。

综上所述，本实用新型的体积小，将开关限幅器和低噪声放大器一体化设计；在小功率信号下开关限幅器快速恢复低损耗直通并经过放大电路放大以满足后面系统的正常工作，可靠性高。

Claims (5)

1.一种开关限幅低噪声放大器，其特征在于：包括单刀双掷开关单元（1），其输入端作为开关限幅低噪声放大器的输入端，其输出端分别与大功率电阻（2）、限幅器（3）的输入端相连，限幅器（3）的输出端与放大电路（4）的输入端相连，放大电路（4）的输出端作为开关限幅低噪声放大器的输出端。

2.根据权利要求1所述的开关限幅低噪声放大器，其特征在于：所述单刀双掷开关单元（1）包括电容C1，其与电容C6并联，该并联端的一端作为开关限幅低噪声放大器的输入端，该并联端的另一端分别与电感L1的一端、二极管V1的阳极和二极管V3的阳极相连接；电感L1的另一端与电容C2的一端相连，电容C2的另一端接地，电阻R1、电阻R2、电容C2三者并联；二极管V1的阴极分别与二极管V2的阳极、电容C4和电感L2的一端相连，电容C5并联在电容C4上，二极管V2的阴极接地，电感L2的另一端与电容C3的一端相连接，电容C3的另一端接地，电感L2与电容C3之间的节点接电源Vd1，电容C4的另一端与大功率电阻（2）的输入端相连；二极管V3的阴极分别与二极管V4的阳极、电容C7和电感L3的一端相连，电容C8并联在电容C7上，二极管V4的阴极接地，电感L3的另一端接电容C9，电容C9的另一端接地，电感L3与电容C9之间的节点接电源Vd2，电容C7的另一端与限幅器（3）的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的开关限幅低噪声放大器，其特征在于：所述大功率电阻（2）由电阻R3、电阻R4并联组成，该并联端的一端与单刀双掷开关单元（1）的输出端相连，该并联端的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的开关限幅低噪声放大器，其特征在于：所述限幅器（3）包括二极管V5，二极管V5的阳极、二极管V6的阳极、二极管V7的阳极、二极管V8的阳极、二极管V9的阳极、二极管V10的阳极、二极管V13的阳极、二极管V14的阳极和电容C10的一端相连，且与单刀双掷开关单元（1）的输出端相连，二极管V5的阴极、二极管V6的阴极、二极管V7的阴极、二极管V8的阴极、二极管V9的阴极、二极管V10的阴极、二极管V13的阴极、二极管V14的阴极分别接地，电容C10的另一端分别与电感L5的一端、放大电路（4）的输入端相连，电感L5的另一端接地，电容C11并联在电容C10上。

5.根据权利要求1所述的开关限幅低噪声放大器，其特征在于：所述放大电路（4）包括电容C12，电容C12的一端与限幅器（3）的输出端相连，电容C12的另一端与放大器V12的输入端相连，放大器V12的输出端分别与电感L6、电容C14的一端相连；电容C14的另一端分别与电阻R7和电阻R6相连，电阻R6的另一端接地，电阻R7的另一端分别与电阻R8和电容C15的一端相连，电阻R8的另一端接地；电容C15的另一端与放大器V11的输入端相连，放大器V11的输出端分别与电感L7和电容C18的一端相连，电容C18的另一端作为开关限幅低噪声放大器的输出端，电感L7的另一端分别与电容C19、电阻R9的一端相连，电容C19的另一端接地，电阻R10并联在电阻R9上，电阻R9的另一端分别与+5V直流电、电容C16、电容C17和电阻R5的一端相连，电容C16和电容C17的另一端分别接地，电阻R5的另一端分别与电容C13和电感L6的另一端相连，电容C13的另一端接地。