CN219577022U - 一种射频限幅电路及射频限幅器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种射频限幅电路及射频限幅器，涉及限幅器技术领域。包括依次连接的信号输入端IN、二极管对D1、扼流线圈L1、二极管对D2、肖特基二极管D3以及信号输出端OUT。其中，二极管对D1和二极管对D2的公共端通过扼流线圈L1接地，肖特基二极管D3的正极连接信号输出端OUT，肖特基二极管D3的负极接地。从而通过将二极管对和肖特基二极管组合使用，实现多级限幅，具有低门限、导通速率快的优点。并且通过扼流线圈提高限幅响应速度，实现限流闭环。另外，通过采用表贴封装的形式，实现射频器件的封装标准化，有利于后续的工程应用。

Description

一种射频限幅电路及射频限幅器

技术领域

本实用新型涉及限幅器技术领域，具体而言，涉及一种射频限幅电路及射频限幅器。

背景技术

射频限幅器广泛应用于整个射频和微波行业的大量电路应用中，包括雷达收发器、通信无线电、测试和测量设备和其它电路依赖于射频限幅器来保护接收器，以及保护可能在电路内部经历高峰值电压和电流瞬变的关键电路元件。射频限幅器一般用在接收机的前端，起限幅作用保护接收机。这种情况下，即使接收端有大功率信号，也不会造成接收机的损坏。因为限幅器是一种自控衰减器，其对小信号几乎可以无衰减地通过，而对大功率信号则会产生大的衰减。它最常见的功能是阻止高功率信号对微波接收系统造成破坏，防止雷达发射机功率信号直接进入接收机，烧坏后面的低噪声放大器等灵敏器件。

中国实用新型专利“一种射频宽带限幅器”公开了一种限幅保护电路，如图1所示，其信号通路依次为：输入接头(RFIN)、输入电容、第一静电释放二极管组、第一等效电感、第二静电释放二极管组、第二等效电感、第三静电释放二极管组以及输出接头(RFOUT)。其工作原理是一种自控衰减器，当高频信号输入功率较小时无衰减通过，当输入功率增大到超过门限电平时，会由于静电释放二极管组的限幅作用而使衰减迅速增大，当输入功率超过门限电平后，输出功率不再增加，从而达到限幅的目的。但是其也存在着限幅门限大、限幅输出功率高等缺点，对后端射频电路的线性保护能力较弱。

实用新型内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型实施例提供一种射频限幅电路及射频限幅器，通过将二极管对和肖特基二极管组合使用，实现多级限幅，具有低门限、导通速率快的优点，并通过扼流线圈提高限幅响应速度。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种射频限幅电路，其包括依次连接的信号输入端IN、二极管对D1、扼流线圈L1、二极管对D2、肖特基二极管D3以及信号输出端OUT，上述二极管对D1和二极管对D2的公共端通过上述扼流线圈L1接地，上述肖特基二极管D3的正极连接上述信号输出端OUT，上述肖特基二极管D3的负极接地。

基于第一方面，在本实用新型的一些实施例中，还包括扼流线圈L2，上述扼流线圈L2的一端连接上述肖特基二极管D3的正极，上述扼流线圈L2的另一端接地。

基于第一方面，在本实用新型的一些实施例中，还包括电容C1、电容C2和电容C3，上述电容C1连接在上述信号输入端IN和二极管对D1之间，上述电容C2连接在上述二极管对D2和肖特基二极管D3之间，上述电容C3连接在上述扼流线圈L2和信号输出端OUT之间。

基于第一方面，在本实用新型的一些实施例中，还包括电阻R1和二极管D4，上述电阻R1和电容C1串联，上述电阻R1和电容C1的公共端通过上述二极管D4接地。

基于第一方面，在本实用新型的一些实施例中，还包括电阻R2，上述信号输入端IN通过上述电阻R2接地。

基于第一方面，在本实用新型的一些实施例中，上述二极管对D1和二极管对D2分别由两个并联的PIN二极管组成。

第二方面，本申请实施例提供一种射频限幅器，其包括壳体和上述的一种射频限幅电路，上述射频限幅电路设于上述壳体内，上述壳体的外壁设有分别与上述信号输入端IN和上述信号输出端OUT相连的出线口。

相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：

(1)通过将二极管对和肖特基二极管组合使用，形成多级限幅结构，从而对超过门限电平的大功率输入信号进行有效限幅，具有低门限、导通速率快的优点。

(2)通过扼流线圈提高肖特基二极管的限幅响应速度，实现限流闭环。

(3)通过采用表贴封装的形式，实现射频器件的封装标准化，有利于后续的工程应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为背景技术中的一种射频宽带限幅器的电路结构示意图；

图2为本实用新型一种射频限幅电路一实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型一种射频限幅电路另一实施例的电路结构示意图；

图4为本实用新型一种射频限幅电路又一实施例的电路结构示意图；

图5为本实用新型一种射频限幅电路再一实施例的电路结构示意图；

图6为本实用新型一种射频限幅器一实施例的特性曲线图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例

通常，限幅器是由非线性限幅器件和一个带通滤波器组成。当调频波通过它时，首先通过非线性器件将其超过限幅电平的那部分幅度切去，然后经带通滤波器滤出其基波分量，以使输出电压的频率仍和输入的频率一致。但是现有的射频限幅器的限幅部分存在着限幅门限大、限幅输出功率高等缺点，对后端射频电路的线性保护能力较弱。

鉴于此，请参照图2，第一方面，本实用新型实施例提供一种射频限幅电路，其包括依次连接的信号输入端IN、二极管对D1、扼流线圈L1、二极管对D2、肖特基二极管D3以及信号输出端OUT，上述二极管对D1和二极管对D2的公共端通过上述扼流线圈L1接地，上述肖特基二极管D3的正极连接上述信号输出端OUT，上述肖特基二极管D3的负极接地。

限幅器是一种二端口网络，它对小功率信号几乎无衰减地通过，而对大功率信号却产生较大的衰减，并且信号愈强衰减越大。其限幅特性如图6所示：当信号较弱时，电路的衰减很小；而当信号大于某一门限值后，电路的衰减显著增加，以致能近似保持输出功率不变。但当信号过强时，二极管烧毁，输出功率显著增大。

上述实施例中，二极管对D1和二极管对D2形成一级限幅网络，肖特基二极管D3形成二级限幅网络，从而整体构成多级限幅电路结构。其中，二极管对D1和二极管对D2分别由两个并联的PIN二极管组成。在射频信号的正半周和负半周，两个二极管交替为对方提供直流通路，达到限幅的目的。二极管对D1和二极管对D2之间的扼流线圈L1为二极管对D1和二极管对D2提供直流通路，同时作为射频开路，防止信号衰减，使整个电路的插入损耗维持在较低水平，并实现限流闭环。同时，由于结构中引入了电感，使电路工作带宽受到限制，从而提高电路的限幅响应速度。肖特基二极管是一种低功耗、超高速半导体器件，最显著的特点是反向恢复时间极短(可以小到几纳秒)，且正向导通压降较小。本实施例中通过肖特基二极管D3对前级限幅输出功率进行二次限幅，最终实现小功率输出幅度，具有低门限、导通速率快的优点。

进一步地，请参照图3，在本实用新型的一些实施例中，还包括扼流线圈L2，上述扼流线圈L2的一端连接上述肖特基二极管D3的正极，上述扼流线圈L2的另一端接地。

上述实施例中，当大信号输入时，二极管对D1和二极管对D2处于截止状态，从而大信号不会传到后级电路，大信号中的微波信号反射回信号输入端；当输入信号为小信号时，小信号中的高频信号会进入后级电路，流入到扼流线圈L2后，扼流线圈L2可以过滤掉输入小信号中的低频信号，小信号的高频信号则进入后级电路，从而保证输出信号的质量。

基于第一方面，在本实用新型的一些实施例中，还包括电容C1、电容C2和电容C3，上述电容C1连接在上述信号输入端IN和二极管对D1之间，上述电容C2连接在上述二极管对D2和肖特基二极管D3之间，上述电容C3连接在上述扼流线圈L2和信号输出端OUT之间。

上述实施例中，通过电容C1、电容C2和电容C3可以对输入信号进行滤波处理，使得输出信号更加纯净，并且可以避免外部电路和元件对限幅电路内部的干扰，以及避免限幅电路内部对外部电路和元件的干扰。

请参照图4，基于第一方面，在本实用新型的一些实施例中，还包括电阻R1和二极管D4，上述电阻R1和电容C1串联，上述电阻R1和电容C1的公共端通过上述二极管D4接地。

上述实施例中，通过上拉电阻R1将输入的不确定信号固定在一个高电平，同时起到一定的限流作用，还可以提高后级电路的噪声容量，即增强后级电路的抗干扰能力。输入信号先经过二极管D4进行限幅后供给后级电路进行限幅，能有效的提高整个电路的抗高峰值脉冲功率的能力。

请参照图5，基于第一方面，在本实用新型的一些实施例中，还包括电阻R2，上述信号输入端IN通过上述电阻R2接地。

上述实施例中，通过设置下拉电阻R2可以将不确定的输入信号固定在低电平，同时起到一定的限流作用，还可以提高后级电路的噪声容量，即增强后级电路的抗干扰能力。

第二方面，本申请实施例提供一种射频限幅器，其包括壳体和上述的一种射频限幅电路，上述射频限幅电路设于上述壳体内，上述壳体的外壁设有分别与上述信号输入端IN和上述信号输出端OUT相连的出线口。

上述实施例中，通过采用表贴封装的方式，实现射频器件的封装标准化，有利于后续工程的应用。

示例性的，本实施例中的限幅器的性能指标如下：1.工作频率覆盖范围为50MHz-4.5GHz；2.限幅插损低于0.5dB；3.限幅门限为-5dBm；4.限幅输出为0dBm。

综上，本申请实施例提供一种射频限幅电路及射频限幅器，包括依次连接的信号输入端IN、二极管对D1、扼流线圈L1、二极管对D2、肖特基二极管D3以及信号输出端OUT。其中，二极管对D1和二极管对D2的公共端通过扼流线圈L1接地，肖特基二极管D3的正极连接信号输出端OUT，肖特基二极管D3的负极接地。从而通过将二极管对和肖特基二极管组合使用，实现多级限幅，具有低门限、导通速率快的优点。并且通过扼流线圈提高限幅响应速度，实现限流闭环。另外，通过采用表贴封装的形式，实现射频器件的封装标准化，有利于后续的工程应用。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种射频限幅电路，其特征在于，包括依次连接的信号输入端IN、二极管对D1、扼流线圈L1、二极管对D2、肖特基二极管D3以及信号输出端OUT，所述二极管对D1和二极管对D2的公共端通过所述扼流线圈L1接地，所述肖特基二极管D3的正极连接所述信号输出端OUT，所述肖特基二极管D3的负极接地。

2.根据权利要求1所述的一种射频限幅电路，其特征在于，还包括扼流线圈L2，所述扼流线圈L2的一端连接所述肖特基二极管D3的正极，所述扼流线圈L2的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的一种射频限幅电路，其特征在于，还包括电容C1、电容C2和电容C3，所述电容C1连接在所述信号输入端IN和二极管对D1之间，所述电容C2连接在所述二极管对D2和肖特基二极管D3之间，所述电容C3连接在所述扼流线圈L2和信号输出端OUT之间。

4.根据权利要求3所述的一种射频限幅电路，其特征在于，还包括电阻R1和二极管D4，所述电阻R1和电容C1串联，所述电阻R1和电容C1的公共端通过所述二极管D4接地。

5.根据权利要求3所述的一种射频限幅电路，其特征在于，还包括电阻R2，所述信号输入端IN通过所述电阻R2接地。

6.根据权利要求1所述的一种射频限幅电路，其特征在于，所述二极管对D1和二极管对D2分别由两个并联的PIN二极管组成。

7.一种射频限幅器，其特征在于，包括壳体和权利要求1-6任一项所述的一种射频限幅电路，所述射频限幅电路设于所述壳体内，所述壳体的外壁设有分别与所述信号输入端IN和所述信号输出端OUT相连的出线口。