[實用新型]寬帶微波大功率限幅器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920083104.8
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN201467076U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐麗蓉;何猛
• 申請（專利權(quán)）人: 成都亞光電子股份有限公司
• 主分類號: H03G11/02
• 分類號: H03G11/02
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及限輻器技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及一種寬帶微波大功率限輻器。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代無線技術(shù)的發(fā)展，空間信號的復(fù)雜、多樣性，使一些較大的干擾信號能被天線直接接收而進入接收機中，若接收機前級沒有任何保護措施，較大的干擾信號就會將接收機中的低噪放燒毀，從而造成接收機的損壞。另一種情況是在收發(fā)組件中，發(fā)射與接收之間僅用一環(huán)行器隔離，由于環(huán)行器隔離有限，當(dāng)發(fā)射時漏過的較大功率直接進入接收機中燒毀接收機中的低噪放，從而造成組件損壞。為了保護低噪放等功率靈敏器件不被損壞，通常在這些器件前加一個限幅器進行保護。

微波集成限幅器是一種自控衰減器。理想的限幅器在低輸入功率時沒有衰減，當(dāng)輸入的微波信號功率增長到規(guī)定功率時，產(chǎn)生很大衰減，這個規(guī)定值稱為門限電平，此后輸入功率再繼續(xù)加大時，輸出功率仍保持恒定。要求限幅器的門限電平必須小于接收機能承受的燒毀功率。此外，限幅器也用于掃頻信號振蕩器或相位檢測系統(tǒng)中，用來減小信號的幅度波動。

1.限幅器主要技術(shù)指標

(1)限幅電平：當(dāng)輸入功率超過某一數(shù)值后，衰減顯著增加，輸出開始穩(wěn)定。此一輸出功率值稱為限幅電平。

(2)插入損耗：在系統(tǒng)中接入限幅器后，正常小信號輸入時，對傳輸信號的損耗稱為限幅器插入損耗。

(3)電壓駐波比：反映輸入信號電平遠低于門限電平時，限幅器的端口的匹配狀況。

(4)承受功率：反映限幅器的功率承受能力。也可稱為功率容量或耐功率。

2.限幅器工作原理

PIN二極管限幅器工作狀態(tài)和PIN二極管開關(guān)工作狀態(tài)有一定類似之處。作開關(guān)應(yīng)用時是外加直流電流，使i層注入載流子，從而降低i層阻抗，使PIN管導(dǎo)通。限幅工作狀態(tài)下，工作點為0伏，當(dāng)外加微波信號很小時，微波對零偏的i層原有載流子濃度影響不大，PIN仍處于高阻狀態(tài)，限幅器對微波信號沒有衰減。

微波信號逐漸加強，在微波交流信號正半周時，空穴和電子從i層兩側(cè)向i層注入，使i層兩側(cè)充滿載流子；在微波負半周，i層中的載流子又向流出i層的方向返回運動。但由于載流子濃度有梯度分布，在負半周開始時，有一部分載流子仍要向i層中央擴散。此外由于載流子壽命遠比微波信號周期要長，在負半周內(nèi)來不急復(fù)合，結(jié)果在負半周結(jié)束時，i層內(nèi)殘留一部分載流子。經(jīng)過幾個周期之后，i層中保持有一定數(shù)量的載流子，形成某種穩(wěn)態(tài)分布，使i層電阻減小，從而對微波信號產(chǎn)生衰減。

現(xiàn)有技術(shù)中的限輻器，存在以下缺點：

1、受限輻器體積大小的限制，頻段的擴展能力較差，由于現(xiàn)有限輻器產(chǎn)品本身頻段較寬，兼顧低端往高端擴展或兼顧高端往低端擴展均有限.

2、受產(chǎn)品長度影響，各PIN二極管之間不能滿足，且級數(shù)有限，限幅泄漏功率擴展能力有限。

3、受產(chǎn)品體積大小的限制，散熱面積差，承受功率擴展能力有限。

實用新型內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種體積小，工作頻率低并能實現(xiàn)較低功率泄漏和插入損耗的寬帶微波大功率限幅器，本實用新型與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，工作頻率及限輻電平指標均遠遠優(yōu)于國內(nèi)外類似產(chǎn)品，具有0.1-2GHz的超寬工作頻帶，承受峰值功率大。

本實用新型是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種寬帶微波大功率限幅器，其特征在于包括五個并聯(lián)的PIN二極管和四個并聯(lián)的肖特基檢波二極管，PIN二極管和肖特基檢波二極管均安裝在介電常數(shù)為10.2的電路基片上，多個PIN二極管級聯(lián)，每兩個級聯(lián)的PIN二極管之間均由微帶線、引線電感和分布電容構(gòu)成等效于的電長度。

所述限輻器的工作頻率為0.1-2GHz，工作頻帶在20倍頻以上。

本實用新型的優(yōu)點表現(xiàn)在：

1、本實用新型與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，工作頻率及限輻電平指標均遠遠優(yōu)于國內(nèi)外類似產(chǎn)品，外形為金屬微封裝表貼式，外形尺寸13.5x6.25x3mm³，具有使用安裝方便等特點。

2、本實用新型采用多個PIN二極管級聯(lián)，介電常數(shù)為10.2的電路基片，從而縮短了傳輸線長度，也就減小了封裝體積，頻段的擴展能力強，散熱面積好，承受功率擴展能力強。

3、本實用新型具有超寬工作頻帶(0.1GHz～2GHz)，采用5級PIN二級管并聯(lián)(V1～V3)和4只肖特基檢波二極管并聯(lián)(D1～D4)，電路基片選用高介電常數(shù)的復(fù)合介質(zhì)基片，集中參數(shù)和分布參數(shù)相結(jié)合的設(shè)計方法，使用并聯(lián)電路方式，通過匹配優(yōu)化實現(xiàn)阻抗匹配及寬帶性能。

4、本實用新型承受峰值功率大(200W，脈寬：1μs，占空比：1‰)。