一種固態(tài)功率放大器的過激勵(lì)保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及固態(tài)功率放大器技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種固態(tài)功率放大器的過激勵(lì)保護(hù)電路，在不惡化線性度的前提下，同時(shí)解決輸入信號(hào)過大導(dǎo)致的過激勵(lì)以及自身溫度特性造成的過激勵(lì)。
【背景技術(shù)】
[0002]固態(tài)功率放大器的輸出功率隨著輸入功率的增大而逐漸飽和，如果輸入功率繼續(xù)增加(過激勵(lì))，系統(tǒng)的諧波、三階交調(diào)、噪聲系數(shù)等線性度指標(biāo)將很快惡化，同時(shí)固態(tài)功率器件如砷化鎵、氮化鎵微波功率管將可能造成燒毀。
[0003]固態(tài)功率放大器在使用過程中，過激勵(lì)主要來自兩個(gè)方面。一是輸入端信號(hào)過大，如誤輸入或當(dāng)功放前端模塊有ALC電路時(shí)，在環(huán)路穩(wěn)定之前的過沖；二是固態(tài)功放自身的溫度特性造成，在低溫時(shí)，放大鏈路增益大幅增加，此時(shí)同樣的射頻輸入功率將造成功率放大器的過激勵(lì)。
[0004]現(xiàn)有解決固態(tài)功率放大器過激勵(lì)主要是在輸入端加限幅器。當(dāng)輸入功率大于一定值時(shí)，通過限幅器的斬波特性，將使輸入功率恒定在某固定值。由于限幅器主要是利用了半導(dǎo)體的非線性特性，將導(dǎo)致發(fā)射系統(tǒng)諧波、三階交調(diào)、噪聲系數(shù)等指標(biāo)的惡化。且單獨(dú)的限幅器不能解決功放自身溫度特性造成的過激勵(lì)問題。
[0005]CN 200810239302.9的專利公開了一種過激勵(lì)保護(hù)電路，由耦合器、功率檢測(cè)模塊、電壓比較模塊、開關(guān)/衰減模塊和延時(shí)模塊組成。耦合器將輸入的主信號(hào)的一部分進(jìn)行耦合，得到功率信號(hào)傳輸給功率檢測(cè)模塊；功率檢測(cè)模塊將功率信號(hào)的幅度轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓提供給電壓比較模塊；電壓比較模塊將接收到的電壓與設(shè)置的門限電壓進(jìn)行比較，以產(chǎn)生控制信號(hào)；開關(guān)/衰減模塊根據(jù)控制信號(hào)的高低電平控制鏈路的導(dǎo)通和斷開，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)設(shè)備的保護(hù)。延時(shí)模塊，用于根據(jù)耦合器、功率檢測(cè)模塊和電壓比較模塊的響應(yīng)時(shí)間總和設(shè)置延時(shí)時(shí)間，防止主信號(hào)在控制信號(hào)之前到達(dá)開關(guān)/衰減模塊。該專利通過開關(guān)/衰減模塊的斷開以及導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)過激勵(lì)保護(hù)，當(dāng)功率檢測(cè)模塊的電壓信號(hào)中的電壓值大于門限電壓，則輸出低電平控制開關(guān)/衰減模塊斷開鏈路，通過斷開鏈路的方式來保護(hù)后級(jí)設(shè)備，即過激勵(lì)時(shí)簡(jiǎn)單斷開鏈路，但這樣的過激勵(lì)保護(hù)電路無法應(yīng)用在射頻微波固態(tài)功率放大器中，達(dá)到微秒級(jí)的延時(shí)。從該專利的記載來看，該專利延時(shí)電路在射頻主鏈路中，主鏈路為射頻微波鏈路，延時(shí)電路實(shí)現(xiàn)困難，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，最多只能實(shí)現(xiàn)幾納秒的延時(shí)，過長(zhǎng)的時(shí)延無法實(shí)現(xiàn)；而其下支路的檢波比較電路的延時(shí)一般要達(dá)到微秒級(jí)，因此要實(shí)現(xiàn)延時(shí)電路延時(shí)量長(zhǎng)于下支路的檢波比較電路來控制開關(guān)通斷，沒有可實(shí)現(xiàn)性，因此該專利中的過激勵(lì)保護(hù)電路無法應(yīng)用在射頻微波頻段的固態(tài)功率放大器中。同時(shí)該專利中如果輸入過激勵(lì)信號(hào)一直持續(xù)，開關(guān)不會(huì)打開，射頻鏈路將不會(huì)工作。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的過激勵(lì)保護(hù)電路存在的采用限幅器導(dǎo)致發(fā)射系統(tǒng)諧波、三階交調(diào)、噪聲系數(shù)等指標(biāo)的惡化以及限幅器不能解決功放自身溫度特性造成的過激勵(lì)的技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開了一種固態(tài)功率放大器的過激勵(lì)保護(hù)電路。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]本實(shí)用新型公開了一種固態(tài)功率放大器的過激勵(lì)保護(hù)電路，其具體包括自動(dòng)電平控制環(huán)路和開關(guān)控制環(huán)路，所述開關(guān)控制環(huán)路用于在自動(dòng)電平控制環(huán)路起控后，再打開射頻開關(guān)，所述自動(dòng)電平控制環(huán)路包括耦合器、檢波放大電路、第一比較器、第一門限電路和壓控衰減器，所述壓控衰減器的輸入端連接主信號(hào)的輸入，輸出端連接耦合器的輸入端，耦合器的一部分信號(hào)輸出給檢波放大電路，一部分信號(hào)輸出給開關(guān)控制環(huán)路的射頻開關(guān)；檢波放大電路的輸出分別連接第一比較器和開關(guān)控制環(huán)路的延時(shí)電路，第一比較器連接第一門限電路，其比較結(jié)果作為控制信號(hào)輸入給壓控衰減器。
[0009]更進(jìn)一步地，上述開關(guān)控制環(huán)路包括耦合器、檢波放大電路、延時(shí)電路、第二比較器、第二門限電路和射頻開關(guān)，所述延時(shí)電路連接第二比較器，第二比較器連接第二門限電路，第二比較器的比較結(jié)果作為控制信號(hào)輸入給射頻開關(guān)。
[0010]更進(jìn)一步地，上述過激勵(lì)保護(hù)電路還包括低溫過激勵(lì)保護(hù)電路，所述低溫過激勵(lì)保護(hù)電路采用溫度補(bǔ)償衰減器實(shí)現(xiàn)，所述溫度補(bǔ)償衰減器的輸入端連接射頻開關(guān)，輸出端連接射頻放大鏈路。
[0011]通過采用以上的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果為:本電路未引入非線性器件，射頻鏈路的壓控衰減器、耦合器和射頻開關(guān)均具有良好的線性度。同時(shí)固態(tài)功放輸出功率的大小可以由第一門限電路自由調(diào)節(jié)，過激勵(lì)的門限可以通過第二門限電路自由調(diào)節(jié)。經(jīng)測(cè)試，此電路適用于帶寬小于10%的連續(xù)波固態(tài)功率放大器的過激勵(lì)保護(hù)?？梢詫?shí)現(xiàn)當(dāng)輸入功率動(dòng)態(tài)變化10dB以上，且溫度變化-35°c?+70°C的條件下，保證固態(tài)功率放大器的輸出功率變化小于0.5dB，固態(tài)功率放大器的抗過激勵(lì)輸入功率可達(dá)20dBm以上。
[0012]本專利中的延時(shí)電路在檢波之后，其屬于低頻電路，因此可以實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的延時(shí)。本專利由于加入ALC電路，當(dāng)過激勵(lì)信號(hào)一直持續(xù)時(shí)，ALC電路將把過激勵(lì)信號(hào)的幅度降低到額定輸入功率電平，鏈路可以照常工作。本專利由于加入了溫度補(bǔ)償電路，可以防止低溫過激勵(lì)問題。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的固態(tài)功率放大器的過激勵(lì)保護(hù)電路的實(shí)現(xiàn)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合說明書附圖，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0015]本實(shí)用新型公開了一種固態(tài)功率放大器的過激勵(lì)保護(hù)電路，其具體包括自動(dòng)電平控制環(huán)路和開關(guān)控制環(huán)路，所述開關(guān)控制環(huán)路用于在自動(dòng)電平控制環(huán)路起控后，再打開射頻開關(guān)，防止起控前的過激勵(lì)信號(hào)進(jìn)入射頻放大鏈路，所述自動(dòng)電平控制環(huán)路包括耦合器
11、檢波放大電路12、第一比較器13、第一門限電路22和壓控衰減器14，所述壓控衰減器14的輸入端連接主信號(hào)的輸入，輸出端連接親合器11的輸入端，親合器11的一部分信號(hào)輸出給檢波放大電路12，一部分信號(hào)輸出給開關(guān)控制環(huán)路的射頻開關(guān)；檢波放大電路12的輸出分別連接第一比較器13和開關(guān)控制環(huán)路的延時(shí)電路，第一比較器13連接第一門限電路22，其比較結(jié)果作為控制信號(hào)輸入給壓控衰減器14。本實(shí)用新型的過激勵(lì)保護(hù)電路通過設(shè)置自動(dòng)電平控制環(huán)路和開關(guān)控制環(huán)路，自動(dòng)電平控制環(huán)路將輸出功率V2穩(wěn)定在某一額定的輸