CN205610589U - 一种c波段限幅低噪声放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于微波通信技术领域，特别涉及一种C波段限幅低噪声放大器。本实用新型包括第一隔离单元、限幅单元、放大器单元、以及第二隔离单元，所述第一隔离单元的信号输入端连接输入信号，第一隔离单元的信号输出端连接限幅单元、放大器单元的信号输入端，所述放大器单元的信号输出端连接第二隔离单元的信号输入端，所述第二隔离单元的信号输出端连接输出信号。本实用新型的各个电路单元中的元器件相比传统放大器结构中的元器件要少，而且本实用新型的电路尺寸比传统的电路结构简单。因此本实用新型具备结构紧凑、尺寸较小、噪声系数低的优点，符合目前微波器件的小型化发展的趋势。

Description

一种C波段限幅低噪声放大器

技术领域

本实用新型属于微波通信技术领域，特别涉及一种C波段限幅低噪声放大器。

背景技术

微波器件的小型化已经成为现今技术发展趋势，传统的功能单一的组件应用已经越来越少，尤其是相控阵体制产品的大量应用，对微波组件的小型化和集成化提出了更高的要求。

由于放大器参数的互相抑制，传统的放大器较多采用分布参数设计，多关注于噪声系数和增益指标，而较少关注端口驻波比、耐功率等指标。但在实际使用时端口驻波比又是不可忽略的因素，应用时只能在放大器外部外加隔离器，因此整体的尺寸比较大，使用起来非常不方便。而将隔离器和放大器集成设计，集成设计后的产品密封在同一个封闭的腔体内，腔体效应和射频信号之间的互扰更需要充分考虑，因此对设计提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种C波段限幅低噪声放大器，本实用新型将限幅单元和放大单元集成在一块电路板上，具备结构紧凑、尺寸较小、噪声系数低的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术措施：

一种C波段限幅低噪声放大器，包括第一隔离单元、限幅单元、放大器单元、以及第二隔离单元，所述第一隔离单元的信号输入端连接输入信号，第一隔离单元的信号输出端连接限幅单元、放大器单元的信号输入端，所述放大器单元的信号输出端连接第二隔离单元的信号输入端，所述第二隔离单元的信号输出端连接输出信号。

本实用新型还可以通过以下技术措施进一步实现。

优选的，所述放大器单元包括彼此并联的前级放大电路和后级放大电路，所述前级放大电路的信号输入端连接第一隔离单元的信号输出端，前级放大电路的信号输出端连接后级放大电路的信号输入端，所述后级放大电路的信号输出端连接第二隔离单元的信号输入端；所述前级放大电路和后级放大电路的电源输入端均连接电源，且前级放大电路和后级放大电路的电源输入端均通过电容接地。

优选的，所述前级放大电路包括第一场效应管，所述第一场效应管的栅极连接第一电感的一端、第一隔离单元的信号输出端，所述第一电感的另一端接地，所述第一场效应管的源极连接第二电容、第一电阻、第三电容的一端，所述第二电容、第一电阻、第三电容的另一端均接地，所述第一场效应管的漏极连接第二电感、第四电容的一端，所述第四电容的另一端连接后级放大电路的信号输入端，所述第二电感的另一端连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接第一电容、第二电阻的一端，所述第一电容的另一端接地；所述第二电阻的另一端与第九电容的一端、电源相连，所述第九电容的另一端接地。

优选的，所述后级放大电路包括第二场效应管，所述第二场效应管的栅极连接第三电感的一端、第四电容的另一端，所述第三电感的另一端接地，所述第二场效应管的源极连接第五电容、第四电阻、第六电容的一端，所述第五电容、第四电阻、第六电容的另一端均接地，所述第二场效应管的漏极连接第四电感、第七电容的一端，所述第七电容的另一端连接第二隔离单元的信号输入端，所述第四电感的另一端连接第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接第八电容、第五电阻的一端，所述第八电容的另一端接地；所述第五电阻的另一端与第九电容的一端、电源相连。

优选的，所述限幅单元为第一二极管，所述第一二极管的正极端连接第一隔离单元的信号输出端、第一电感的一端、以及第一场效应管的栅极，所述第一二极管的负极端接地。

优选的，所述限幅单元、前级放大电路、后级放大电路均布置在同一PCB板上，且均封装于金属腔体内部。

进一步的，所述第一场效应管的型号为日本NEC公司生产的NE3210S01；所述第二场效应管的型号为美国Excelics公司生产的EPA060B。

进一步的，所述第一二极管的型号为美国Skyworks公司生产的CLA4601。

本实用新型的有益效果在于：

1)、本实用新型包括第一隔离单元、限幅单元、放大器单元、以及第二隔离单元，所述第一隔离单元的信号输入端连接输入信号，第一隔离单元的信号输出端连接限幅单元、放大器单元的信号输入端，所述放大器单元的信号输出端连接第二隔离单元的信号输入端，所述第二隔离单元的信号输出端连接输出信号。本实用新型的各个电路单元中的元器件相比传统放大器结构中的元器件要少，而且本实用新型的电路尺寸比传统的电路结构简单。因此本实用新型具备结构紧凑、尺寸较小、噪声系数低的优点，符合目前微波器件的小型化发展的趋势。

2)、所述限幅单元、前级放大电路、后级放大电路均布置在同一PCB板上，且均封装于金属腔体内部，进一步提高了本实用新型的结构紧凑性，而且避免了外界信号的干扰，有效地提高了本实用新型的集成度，因此本实用新型还具备端口驻波好、增益平坦度好、动态范围大、限幅功率大的特点，可以广泛应用于通信、雷达的微波设备中。

附图说明

图1为本实用新型的原理图。

图中的附图标记含义如下：

1—第一隔离单元 2—限幅单元 3—前级放大电路

4—后级放大电路 5—第二隔离单元

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种C波段限幅低噪声放大器包括第一隔离单元1、限幅单元2、放大器单元、以及第二隔离单元5，所述第一隔离单元1的信号输入端连接输入信号，第一隔离单元1的信号输出端连接限幅单元2、放大器单元的信号输入端，所述放大器单元的信号输出端连接第二隔离单元5的信号输入端，所述第二隔离单元5的信号输出端连接输出信号。

所述放大器单元包括彼此并联的前级放大电路3和后级放大电路4，所述前级放大电路3的信号输入端连接第一隔离单元1的信号输出端，前级放大电路3的信号输出端连接后级放大电路4的信号输入端，所述后级放大电路4的信号输出端连接第二隔离单元5的信号输入端。

所述前级放大电路3包括第一场效应管V2，所述第一场效应管V2的栅极连接第一电感L1的一端、第一隔离单元1的信号输出端，所述第一电感L1的另一端接地，所述第一场效应管V2的源极连接第二电容C2、第一电阻R1、第三电容C3的一端，所述第二电容C2、第一电阻R1、第三电容C3的另一端均接地，所述第一场效应管V2的漏极连接第二电感L2、第四电容C4的一端，所述第四电容C4的另一端连接后级放大电路4的信号输入端，所述第二电感L2的另一端连接第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端连接第一电容C1、第二电阻R2的一端，所述第一电容C1的另一端接地；

所述后级放大电路4包括第二场效应管V3，所述第二场效应管V3的栅极连接第三电感L3的一端、第四电容C4的另一端，所述第三电感L3的另一端接地，所述第二场效应管V3的源极连接第五电容C5、第四电阻R4、第六电容C6的一端，所述第五电容C5、第四电阻R4、第六电容C6的另一端均接地，所述第二场效应管V3的漏极连接第四电感L4、第七电容C7的一端，所述第七电容C7的另一端连接第二隔离单元5的信号输入端，所述第四电感L4的另一端连接第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端连接第八电容C8、第五电阻R5的一端，所述第八电容C8的另一端接地；

所述第二电阻R2的另一端与第五电阻R5的另一端均与第九电容C9的一端、电源VCC相连，所述第九电容C9的另一端接地。

所述限幅单元2为第一二极管V1，所述第一二极管V1的正极端连接第一隔离单元1的信号输出端、第一电感L1的一端、以及第一场效应管V2的栅极，所述第一二极管V1的负极端接地。

第一场效应管V2的型号为日本NEC公司生产的NE3210S01；所述第二场效应管V3的型号为美国Excelics公司生产的EPA060B；所述第一二极管V1的型号为美国Skyworks公司生产的CLA4601。

所述限幅单元2、前级放大电路3、后级放大电路4均布置在同一PCB板上。

本实用新型在使用时，可以与现有技术中的软件配合来进行使用。下面结合现有技术中的软件对本实用新型的工作原理进行描述，但是必须指出的是：与本实用新型相配合的软件不是本实用新型的创新部分，也不是本实用新型的组成部分。

实际加电工作时，射频微波小信号从第一隔离单元1的信号输入端进入，通过第一二极管V1，这时第一二极管V1处于零偏或反偏状态，对信号没有限幅功能，射频微波小信号直接通过第一二极管V1，到第一场效应管V2的栅极，加电后的第一场效应管V2工作于放大状态，射频微波小信号经过第一场效应管V2放大后从场效应管的漏极到第四电容C4的一端，通过第四电容C4的另一端输出，进入第二场效应管V3的栅极，同样加电的第二场效应管V3也工作于放大状态，信号经过第二场效应管V3放大后从场效应管的漏极到第七电容C7的一端，信号通过C7的另一端输出到第二隔离单元5的信号输入端，通过第二隔离单元5的信号输出端输出放大后的射频信号。

如果实际工作时有信号泄露，泄露的大信号从第一隔离单元1的信号输入端进入，泄露功率达到第一二极管V1的门限电平时，这时第一二极管V1对泄露功率产生很大衰减，保证从第一二极管V1输出的射频信号不击穿场效应管，保护后面的电路。

Claims (8)

1.一种C波段限幅低噪声放大器，其特征在于：包括第一隔离单元(1)、限幅单元(2)、放大器单元、以及第二隔离单元(5)，所述第一隔离单元(1)的信号输入端连接输入信号，第一隔离单元(1)的信号输出端连接限幅单元(2)、放大器单元的信号输入端，所述放大器单元的信号输出端连接第二隔离单元(5)的信号输入端，所述第二隔离单元(5)的信号输出端连接输出信号。

2.如权利要求1所述的一种C波段限幅低噪声放大器，其特征在于：所述放大器单元包括彼此并联的前级放大电路(3)和后级放大电路(4)，所述前级放大电路(3)的信号输入端连接第一隔离单元(1)的信号输出端，前级放大电路(3)的信号输出端连接后级放大电路(4)的信号输入端，所述后级放大电路(4)的信号输出端连接第二隔离单元(5)的信号输入端；所述前级放大电路(3)和后级放大电路(4)的电源输入端均连接电源(VCC)，且前级放大电路(3)和后级放大电路(4)的电源输入端均通过电容接地。

3.如权利要求2所述的一种C波段限幅低噪声放大器，其特征在于：所述前级放大电路(3)包括第一场效应管(V2)，所述第一场效应管(V2)的栅极连接第一电感(L1)的一端、第一隔离单元(1)的信号输出端，所述第一电感(L1)的另一端接地，所述第一场效应管(V2)的源极连接第二电容(C2)、第一电阻(R1)、第三电容(C3)的一端，所述第二电容(C2)、第一电阻(R1)、第三电容(C3)的另一端均接地，所述第一场效应管(V2)的漏极连接第二电感(L2)、第四电容(C4)的一端，所述第四电容(C4)的另一端连接后级放大电路(4)的信号输入端，所述第二电感(L2)的另一端连接第三电阻(R3)的一端，所述第三电阻(R3)的另一端连接第一电容(C1)、第二电阻(R2)的一端，所述第一电容(C1)的另一端接地；所述第二电阻(R2)的另一端与第九电容(C9)的一端、电源(VCC)相连，所述第九电容(C9)的另一端接地。

4.如权利要求3所述的一种C波段限幅低噪声放大器，其特征在于：所述后级放大电路(4)包括第二场效应管(V3)，所述第二场效应管(V3)的栅极连接第三电感(L3)的一端、第四电容(C4)的另一端，所述第三电感(L3)的另一端接地，所述第二场效应管(V3)的源极连接第五电容(C5)、第四电阻(R4)、第六电容(C6)的一端，所述第五电容(C5)、第四电阻(R4)、第六电容(C6)的另一端均接地，所述第二场效应管(V3)的漏极连接第四电感(L4)、第七电容(C7)的一端，所述第七电容(C7)的另一端连接第二隔离单元(5)的信号输入端，所述第四电感(L4)的另一端连接第六电阻(R6)的一端，所述第六电阻(R6)的另一端连接第八电容(C8)、第五电阻(R5)的一端，所述第八电容(C8)的另一端接地；所述第五电阻(R5)的另一端与第九电容(C9)的一端、电源(VCC)相连。

5.如权利要求1所述的一种C波段限幅低噪声放大器，其特征在于：所述限幅单元(2)为第一二极管(V1)，所述第一二极管(V1)的正极端连接第一隔离单元(1)的信号输出端、第一电感(L1)的一端、以及第一场效应管(V2)的栅极，所述第一二极管(V1)的负极端接地。

6.如权利要求3所述的一种C波段限幅低噪声放大器，其特征在于：所述限幅单元(2)、前级放大电路(3)、后级放大电路(4)均布置在同一PCB板上，且均封装于金属腔体内部。

7.如权利要求4所述的一种C波段限幅低噪声放大器，其特征在于：所述第一场效应管(V2)的型号为日本NEC公司生产的NE3210S01；所述第二场效应管(V3)的型号为美国Excelics公司生产的EPA060B。

8.如权利要求5所述的一种C波段限幅低噪声放大器，其特征在于：所述第一二极管(V1)的型号为美国Skyworks公司生产的CLA4601。