[發明專利]一種使用CA3140放大器的高精度TR組件

有效

• 申請號: 201410657229.2
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104485895A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 沈智廣
• 申請（專利權）人: 無錫科思電子科技有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H04B1/38
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明公開了一種使用CA3140放大器的高精度TR組件，屬于信號處理技術領域。

背景技術

T/R是Transmitter?and?Receiver的縮寫。T/R組件通常意義下是指一個無線收發系統中視頻與天線之間的部分，即T/R組件一端接天線，一端接中視頻處理單元就構成一個無線收發系統。

現代有源相控陣雷達技術中，T/R組件是十分關鍵的部件，其設計的好壞在很大程度上決定了整個雷達的可靠性和成本。在T/R組件接收通道的設計中，出于對系統噪聲系數的考慮，需要在前端安置微波低噪聲放大器來提高接收的靈敏度。在以往低噪聲放大器的設計中，輸入輸出匹配網絡一般都不考慮帶外抑制的要求，主要考慮的是實現最佳噪聲和輸出功率匹配。

T/R組件主要由移相器、衰減器、固態功放、限幅器與低噪聲放大器、環行器、濾波器、邏輯驅動電路、功放電源等復雜電路系統組成。技術上覆蓋微波電路，數字控制電路等方面。在大型有源相控陣雷達中，T/R組件的數量成千上萬，它的性能直接影響雷達天線的性能指標。因此，按照雷達總體的要求，研制出性能、體積、重量、可靠性等符合指標要求的T/R組件尤為關鍵。T/R組件在批量生成時，數量大、測試指標多、待處理數據量大、組件控制信號繁雜。

有源相控陣雷達近年來得到了飛速的發展，對其核心部件T/R組件提出了更高的要求，對功率、效率、噪聲等關鍵指標要求不斷提升。

專利號為201310584706.2，專利名稱為一種S波段小型化數字T/R組件設計方法，該專利針對現有技術中問題提出了解決的問題，但是該專利并沒有就如何降低噪聲和功率提出有效的解決問題的技術手段。

專利號為201410319094.9，專利名稱為雙極化多功能超寬帶T/R組件，該專利指出了現有技術的問題提出了超寬帶的技術方案，但是該方案在實施的時候存在一定的問題，超寬的帶寬必然引來噪聲系數的升高，引入較多的噪聲，影響信號的精確度。

同時，現有技術中常用的T/R組件中噪聲系數仍然無法得到有效的降低，同時功率也不能過高，這些問題都需要進一步改進。CA3140高輸入阻抗運算放大器,是美國無線電公司研制開發的一種BiMOS高電壓的運算放大器在一片集成芯片上，該CA3140A和CA3140?BiMOS運算放大器功能保護MOSFET的柵極（PMOS上）中的晶體管輸入電路提供非常高的輸入阻抗，極低輸入電流和高速性能。操作電源電壓從4V至36V（無論單或雙電源),它結合了壓電PMOS晶體管工藝和高電壓雙授晶體管的優點.(互補對稱金屬氧化物半導體)卓越性能的運放。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的缺陷，提供一種使用CA3140放大器的高精度TR組件，該組件采用多重放大和多重濾波，同時限制每個放大器的噪聲系數和增益，防止引入新的噪聲，同時將原本只需一級放大的增益拆分成兩級，保證放大增益的同時保證噪聲系數。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種使用CA3140放大器的高精度TR組件，包括環行器、開關限幅器、低噪聲放大器、第一濾波器、第一功率放大器、衰減器、收發轉換開關、第三功率放大器、第二濾波器、限幅器、第二功率放大器；

所述環形器分別與開關限幅器、第二功率放大器相連；

所述開關限幅器、低噪聲放大器、第一濾波器、第一功率放大器、衰減器、收發轉換開關依次相連；

所述收發轉換開關、第三功率放大器、第二濾波器、限幅器、第二功率放大器依次相連；

接收信號經過環形器進入開關限幅器，開關限幅器限制接收信號的幅度，進入低噪聲放大器，低噪聲放大器對信號進行功率放大后經過第一濾波器濾出雜波，濾除雜波后的信號進入第一功率放大器進行功率放大后再進入衰減器進行幅度衰減后送入收發轉換開關；

發射信號經過收發轉換開關后進入第三功率放大器進行功率放大，然后經過第二濾波器進行濾波，然后經過限幅器進行限幅控制，再經過第二功率放大器進行功率放大，最后進入環形器輸出。

所述第一至第三功率放大器具體電路結構均包括第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第六電容、第七電容、第八電容、第九電容、第十電容、第十一電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一二極管、第二二極管、型號為CA3140的放大器芯片，其中：