CN209201024U - 增益调节电路及使用该增益调节电路的Ka频段放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种增益调节电路及使用该增益调节电路的Ka频段放大器，该增益调节电路包括：放大模块，与信号输出端口电性连接；耦合模块，设于放大模块与信号输出端口之间；检波模块，与耦合模块的输出端电性连接；增益衰减模块，设于信号输入端口与放大模块之间；衰减控制模块，设于检波模块与增益衰减模块之间。本实用新型通过衰减控制模块的设计，能有效的对增益衰减模块的信号衰减值进行调节，通过增益衰减模块的设计，能有效对输送至放大模块的输入信号的强度进行调节，使得放大模块工作在优良的线性范围内，输出适合的功率信号，防止了由于输入功率过大导致的放大模块的损坏。

Description

增益调节电路及使用该增益调节电路的Ka频段放大器

技术领域

本实用新型涉及放大器技术领域，特别涉及一种增益调节电路及使用该增益调节电路的Ka频段放大器。

背景技术

近年来，随着移动通信技术的快速发展，Ka频段放大器的需求越来越大，涉及应用于无线通信基站设备功率发射系统、卫星通信系统、电子对抗系统、无线遥测遥控系统等中控制其功率放大器的输出功率的部分，使功率放大器设备能够工作在优良的线性范围内，以输出适合的增益功率信号。Ka频段放大器输出功率的稳定性、可靠性越来越重要。

现有的Ka频段放大器使用过程中，因为当输入信号增大时，放大器的放大增益是一个恒定的放大增益，其输出功率就会增加，而选用的Ka频段放大器件都有一个额定的输出功率值，而输入功率过大，放大器的输出功率就会达到饱和，形成非线性放大信号，甚至会因为输入功率过大而损害功率放大器。

发明内容

基于此，本实用新型的目的在于提供一种可有效防止输入功率过大导致放大器损坏的增益调节电路及使用该增益调节电路的Ka频段放大器。

一种增益调节电路，包括：

放大模块，与信号输出端口电性连接，所述放大模块用于对输入信号进行放大处理，并通过所述信号输出端口进行信号输出；

耦合模块，设于所述放大模块与所述信号输出端口之间，所述耦合模块用于对所述放大模块放大后的信号进行耦合；

检波模块，与所述耦合模块的输出端电性连接，所述检波模块用于对经所述耦合模块耦合后的信号进行检波处理；

增益衰减模块，设于信号输入端口与所述放大模块之间，所述增益衰减模块用于调节所述信号输入端口输送至所述放大模块的信号强度；

衰减控制模块，设于所述检波模块与所述增益衰减模块之间，所述衰减控制模块用于调节所述增益衰减模块上的输入电压，以控制所述增益衰减模块中的增益衰减强度。

上述增益调节电路，通过所述衰减控制模块的设计，能有效的对所述增益衰减模块的信号衰减值进行调节，通过所述增益衰减模块的设计，能有效对输送至所述放大模块的输入信号的强度进行调节，使得所述放大模块工作在优良的线性范围内，输出适合的功率信号，防止了由于输入功率过大导致的所述放大模块的损坏。

进一步地，所述放大模块内至少包括一个放大电路，所述放大电路包括三极管和分别与所述三极管电性连接的偏置电压、偏置电阻与第一电容和第二电容。

进一步地，所述三极管的基极与所述增益衰减模块的输出端电性连接，所述三极管的发射极与所述检波模块的输入端电性连接，所述三极管的集电极分别与所述偏置电压、所述偏置电阻、所述第一电容和所述第二电容相串联，且所述偏置电阻的输入端与所述偏置电压电性连接。

进一步地，所述耦合模块包括耦合器和与所述耦合器电性连接的第一电阻，所述耦合器的输出端分别与所述信号输出端口和所述衰减控制模块电性连接，且所述第一电阻的输出端接地。

进一步地，所述检波模块包括检波二极管和与所述检波二极管电性连接的第三电容，所述检波二极管的输入端与所述耦合模块电性连接，所述检波二极管的输出端与所述衰减控制模块电性连接。

进一步地，所述增益衰减模块内设有可变衰减器。

进一步地，所述衰减控制模块包括运算放大器、与所述运算放大器输出端电性连接的第二电阻和与所述运算放大器输入端电性连接的第三电阻及第四电阻，所述第二电阻的输出端与所述增益衰减模块电性连接。

进一步地，所述运算放大器的正极输入端口与所述检波模块电性连接，所述运算放大器的负极输入端口分别与所述第三电阻和第四电阻相串联，所述第四电阻的输出端接地，且所述第三电阻上串联设有第四电容和第五电容，所述第四电容和所述第五电容的输出端均接地。

一种Ka频段放大器，包括偏置电源、Ka频段信号输入接口、Ka频段信号输出接口以及上述的增益调节电路，所述增益调节电路的输入端与所述Ka频段信号接口电性连接，输出端与所述Ka频段信号输出接口电性连接。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的增益调节电路的结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例提供的增益调节电路的结构示意图；

主要元素符号说明

增益调节电路	100	信号输入端口	101
				信号输出端口	102	放大模块	10
耦合模块	20	检波模块	30
				衰减控制模块	40	增益衰减模块	50
三极管	Q1	耦合器	U1
				运算放大器	U2	可变衰减器	U3
偏置电阻	R0	第一电阻	R1
				第二电阻	R2	第三电阻	R3
第四电阻	R4	第一电容	C1
				第二电容	C2	第三电容	C3
第四电容	C4	第五电容	C5
				检波二极管	D1

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供一种增益调节电路100，包括：

放大模块10，与信号输出端口102电性连接，所述放大模块10用于对输入信号进行放大处理，并通过所述信号输出端口102进行信号输出；

耦合模块10，设于所述放大模块10与所述信号输出端口102之间，所述耦合模块10用于对所述放大模块10放大后的信号进行耦合；

检波模块30，与所述耦合模块10的输出端电性连接，所述检波模块30用于对经所述耦合模块10耦合后的信号进行检波处理；

增益衰减模块50，设于信号输入端口101与所述放大模块10之间，所述增益衰减模块50用于调节所述信号输入端口101输送至所述放大模块10的信号强度；

衰减控制模块40，设于所述检波模块30与所述增益衰减模块50之间，所述衰减控制模块40用于调节所述增益衰减模块50上的输入电压，以控制所述增益衰减模块50中的增益衰减强度。

本实施例中，通过增益衰减模块50的设计，以使将输入信号在到达放大模块10之前就将Ka频段输入信号恒定在一个功率电平值上，达到增益调节控制的目的，使放大器的输出功率没有饱和而工作在线性放大区域内和不损坏微波放大器件。也就是，只要输入到三极管Q1的信号电平恒定，自然功率放大器就工作一个高线性的区域里。因此增益条件电路具有增益调节控制范围大，控制处理电路的反应速度快，放大器的输出增益调节控制在所需的增益放大区域里等特点。

本实施例中，耦合模块10的另一路通过耦合得到的信号连接有检波模块30，检波模块30通过信号连接有衰减控制模块40，衰减控制模块40通过信号连接到增益衰减模块50，以形成一个闭环的信号增益调节电路100，将微波信号输出功率电平控制在一个恒定的功率范围内。

本实施例的工作原理是：Ka频段信号从信号输入端口101输入，然后经过增益衰减模块50、放大模块10，当信号输入端口101送来的Ka频段信号增大时，放大模块10的输出信号也增大，耦合模块10分配到检波模块30的信号也会增大，从而使检波模块30检波出来的信号电压信号也同时增高，这个电压信号经过衰减控制模块40去控制增益衰减模块50，当衰减控制模块40的输出电压减增大，去控制增益衰减模块50的电压也增大，从而使增益衰减模块50的衰减量增大，使到达放大模块10的信号就减小，使放大模块10的输出功率减小，从而形成一个闭环回路；实现增益调节。

当信号输入端口101送来的Ka频段信号减小时，信号经过增益衰减模块50、放大模块10后，到达检波模块30输出的电压也减小，去增益衰减模块50的控制电压会减小，使增益衰减模块50的信号衰减值就减小，也就会使到达放大模块10的Ka频段信号功率电平又增大，使放大模块10的输出功率增大，这样一个闭环的增益调节控制过程，从而实现增益调节控制。

本实施例中，通过所述衰减控制模块40的设计，能有效的对所述增益衰减模块50的信号衰减值进行调节，通过所述增益衰减模块50的设计，能有效对输送至所述放大模块10的输入信号的强度进行调节，使得所述放大模块10工作在优良的线性范围内，输出适合的功率信号，防止了由于输入功率过大导致的所述放大模块10的损坏，具有增益调节控制范围大、控制处理电路的反应速度快、功率放大器的输出功率能够控制在所需的增益放大区域里、可靠性、稳定性好等特点。

请参阅图2，为本实用新型第二实施例提供的增益调节电路100的结构示意图，包括：

放大模块10，与信号输出端口102电性连接，所述放大模块10用于对输入信号进行放大处理，并通过所述信号输出端口102进行信号输出。其中，所述放大模块10内至少包括一个放大电路，所述放大电路包括三极管Q1和分别与所述三极管Q1电性连接的偏置电压、偏置电阻R0、第一电容C1和第二电容C2，其中，通过所述放大电路的设计，以起到有效的信号放大效果，且当所述放大模块10中的所述当大电路的数量为多个时，相邻所述放大电路之间采用并联的方式进行电性连接。

具体的，所述三极管Q1的基极与所述增益衰减模块50的输出端电性连接，所述三极管Q1的发射极与所述检波模块30的输入端电性连接，所述三极管Q1 的集电极分别与所述偏置电压、所述偏置电阻R0、所述第一电容C1和所述第二电容C2相串联，且所述偏置电阻R0的输入端与所述偏置电压电性连接。

耦合模块10，设于所述放大模块10与所述信号输出端口102之间，所述耦合模块10用于对所述放大模块10放大后的信号进行耦合；所述耦合模块10包括耦合器U1和与所述耦合器U1电性连接的第一电阻R1，所述耦合器U1的输出端分别与所述信号输出端口102和所述衰减控制模块40电性连接，且所述第一电阻R1的输出端接地。

检波模块30，与所述耦合模块10的输出端电性连接，所述检波模块30用于对经所述耦合模块10耦合后的信号进行检波处理；所述检波模块30包括检波二极管D1和与所述检波二极管D1电性连接的第三电容C3，所述检波二极管 D1的输入端与所述耦合模块10电性连接，所述检波二极管D1的输出端与所述衰减控制模块40电性连接。

增益衰减模块50，设于信号输入端口101与所述放大模块10之间，所述增益衰减模块50用于调节所述信号输入端口101输送至所述放大模块10的信号强度；所述增益衰减模块50内设有可变衰减器U3，所述可变衰减器U3用于进行衰减量的变换控制，以使所述增益衰减模块50具备信号衰减值可调节功能，进而保障了对输送至所述放大模块10的信号增益调节效果。

衰减控制模块40，设于所述检波模块30与所述增益衰减模块50之间，所述衰减控制模块40用于调节所述增益衰减模块50上的输入电压，以控制所述增益衰减模块50中的增益衰减强度。所述衰减控制模块40包括运算放大器U2、与所述运算放大器U2输出端电性连接的第二电阻R2和与所述运算放大器U2 输入端电性连接的第三电阻R3及第四电阻R4，所述第二电阻R2的输出端与所述增益衰减模块50电性连接。

优选的，所述运算放大器U2的正极输入端口与所述检波模块30电性连接，所述运算放大器U2的负极输入端口分别与所述第三电阻R3和第四电阻R4相串联，所述第四电阻R4的输出端接地，且所述第三电阻R3上串联设有第四电容C4和第五电容C5，所述第四电容C4和所述第五电容C5的输出端均接地。

本实施例中，通过增益衰减模块50的设计，以使将输入信号在到达放大模块10之前就将Ka频段输入信号恒定在一个功率电平值上，达到增益调节控制的目的，使放大器的输出功率没有饱和而工作在线性放大区域内和不损坏微波放大器件。也就是，只要输入到三极管Q1的信号电平恒定，自然功率放大器就工作一个高线性的区域里。因此增益条件电路具有增益调节控制范围大，控制处理电路的反应速度快，放大器的输出增益调节控制在所需的增益放大区域里等特点。

本实施例中，耦合模块10的另一路通过耦合得到的信号连接有检波模块30，检波模块30通过信号连接有衰减控制模块40，衰减控制模块40通过信号连接到增益衰减模块50，以形成一个闭环的信号增益调节电路100，将微波信号输出功率电平控制在一个恒定的功率范围内。

本实施例的工作原理是：Ka频段信号从信号输入端口101输入，然后经过增益衰减模块50、放大模块10，当信号输入端口101送来的Ka频段信号增大时，放大模块10的输出信号也增大，耦合模块10分配到检波模块30的信号也会增大，从而使检波模块30检波出来的信号电压信号也同时增高，这个电压信号经过衰减控制模块40去控制增益衰减模块50，当衰减控制模块40的输出电压减增大，去控制增益衰减模块50的电压也增大，从而使增益衰减模块50的衰减量增大，使到达放大模块10的信号就减小，使放大模块10的输出功率减小，从而形成一个闭环回路；实现增益调节。

当信号输入端口101送来的Ka频段信号减小时，信号经过增益衰减模块50、放大模块10后，到达检波模块30输出的电压也减小，去增益衰减模块50的控制电压会减小，使增益衰减模块50的信号衰减值就减小，也就会使到达放大模块10的Ka频段信号功率电平又增大，使放大模块10的输出功率增大，这样一个闭环的增益调节控制过程，从而实现增益调节控制。

本实施例中，通过所述衰减控制模块40的设计，能有效的对所述增益衰减模块50的信号衰减值进行调节，通过所述增益衰减模块50的设计，能有效对输送至所述放大模块10的输入信号的强度进行调节，使得所述放大模块10工作在优良的线性范围内，输出适合的功率信号，防止了由于输入功率过大导致的所述放大模块10的损坏。

本实施例还提供一种Ka频段放大器，包括偏置电源、Ka频段信号输入接口、Ka频段信号输出接口以及上述的增益调节电路100，所述增益调节电路100 的输入端与所述Ka频段信号接口电性连接，输出端与所述Ka频段信号输出接口电性连接。

上述实施例描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种增益调节电路，其特征在于，包括：

放大模块，与信号输出端口电性连接，所述放大模块用于对输入信号进行放大处理，并通过所述信号输出端口进行信号输出；

耦合模块，设于所述放大模块与所述信号输出端口之间，所述耦合模块用于对所述放大模块放大后的信号进行耦合；

检波模块，与所述耦合模块的输出端电性连接，所述检波模块用于对经所述耦合模块耦合后的信号进行检波处理；

增益衰减模块，设于信号输入端口与所述放大模块之间，所述增益衰减模块用于调节所述信号输入端口输送至所述放大模块的信号强度；

衰减控制模块，设于所述检波模块与所述增益衰减模块之间，所述衰减控制模块用于调节所述增益衰减模块上的输入电压，以控制所述增益衰减模块中的增益衰减强度。

2.根据权利要求1所述的增益调节电路，其特征在于，所述放大模块内至少包括一个放大电路，所述放大电路包括三极管和分别与所述三极管电性连接的偏置电压、偏置电阻、第一电容和第二电容。

3.根据权利要求2所述的增益调节电路，其特征在于，所述三极管的基极与所述增益衰减模块的输出端电性连接，所述三极管的发射极与所述检波模块的输入端电性连接，所述三极管的集电极分别与所述偏置电压、所述偏置电阻与所述第一电容和所述第二电容相串联，且所述偏置电阻的输入端与所述偏置电压电性连接。

4.根据权利要求1所述的增益调节电路，其特征在于，所述耦合模块包括耦合器和与所述耦合器电性连接的第一电阻，所述耦合器的输出端分别与所述信号输出端口和所述衰减控制模块电性连接，且所述第一电阻的输出端接地。

5.根据权利要求1所述的增益调节电路，其特征在于，所述检波模块包括检波二极管和与所述检波二极管电性连接的第三电容，所述检波二极管的输入端与所述耦合模块电性连接，所述检波二极管的输出端与所述衰减控制模块电性连接。

6.根据权利要求1所述的增益调节电路，其特征在于，所述增益衰减模块内设有可变衰减器。

7.根据权利要求1所述的增益调节电路，其特征在于，所述衰减控制模块包括运算放大器、与所述运算放大器输出端电性连接的第二电阻和与所述运算放大器输入端电性连接的第三电阻及第四电阻，所述第二电阻的输出端与所述增益衰减模块电性连接。

8.根据权利要求7所述的增益调节电路，其特征在于，所述运算放大器的正极输入端口与所述检波模块电性连接，所述运算放大器的负极输入端口分别与所述第三电阻和第四电阻相串联，所述第四电阻的输出端接地，且所述第三电阻上串联设有第四电容和第五电容，所述第四电容和所述第五电容的输出端均接地。

9.一种Ka频段放大器，其特征在于，包括偏置电源、Ka频段信号输入接口、Ka频段信号输出接口以及权利要求1至8任一所述的增益调节电路，所述增益调节电路的输入端与所述Ka频段信号接口电性连接，输出端与所述Ka频段信号输出接口电性连接。