[實用新型]一種固態功率放大器的過激勵保護電路

有效

• 申請號: 201520905344.7
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN205092828U
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 敬小東;羅嘉;邱鋼;楊光
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;H03F1/52
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑

技術領域

本實用新型涉及固態功率放大器技術領域，具體是一種固態功率放大器的過激勵保護電路，在不惡化線性度的前提下，同時解決輸入信號過大導致的過激勵以及自身溫度特性造成的過激勵。

背景技術

固態功率放大器的輸出功率隨著輸入功率的增大而逐漸飽和，如果輸入功率繼續增加（過激勵），系統的諧波、三階交調、噪聲系數等線性度指標將很快惡化，同時固態功率器件如砷化鎵、氮化鎵微波功率管將可能造成燒毀。

固態功率放大器在使用過程中，過激勵主要來自兩個方面。一是輸入端信號過大，如誤輸入或當功放前端模塊有ALC電路時，在環路穩定之前的過沖；二是固態功放自身的溫度特性造成，在低溫時，放大鏈路增益大幅增加，此時同樣的射頻輸入功率將造成功率放大器的過激勵。

現有解決固態功率放大器過激勵主要是在輸入端加限幅器。當輸入功率大于一定值時，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體的非線性特性，將導致發射系統諧波、三階交調、噪聲系數等指標的惡化。且單獨的限幅器不能解決功放自身溫度特性造成的過激勵問題。

CN200810239302.9的專利公開了一種過激勵保護電路，由耦合器、功率檢測模塊、電壓比較模塊、開關/衰減模塊和延時模塊組成。耦合器將輸入的主信號的一部分進行耦合，得到功率信號傳輸給功率檢測模塊；功率檢測模塊將功率信號的幅度轉化為相應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置的門限電壓進行比較，以產生控制信號；開關/衰減模塊根據控制信號的高低電平控制鏈路的導通和斷開，從而實現對后級設備的保護。延時模塊，用于根據耦合器、功率檢測模塊和電壓比較模塊的響應時間總和設置延時時間，防止主信號在控制信號之前到達開關/衰減模塊。該專利通過開關/衰減模塊的斷開以及導通來實現過激勵保護，當功率檢測模塊的電壓信號中的電壓值大于門限電壓，則輸出低電平控制開關/衰減模塊斷開鏈路，通過斷開鏈路的方式來保護后級設備，即過激勵時簡單斷開鏈路，但這樣的過激勵保護電路無法應用在射頻微波固態功率放大器中，達到微秒級的延時。從該專利的記載來看，該專利延時電路在射頻主鏈路中，主鏈路為射頻微波鏈路，延時電路實現困難，根據經驗，最多只能實現幾納秒的延時，過長的時延無法實現；而其下支路的檢波比較電路的延時一般要達到微秒級，因此要實現延時電路延時量長于下支路的檢波比較電路來控制開關通斷，沒有可實現性，因此該專利中的過激勵保護電路無法應用在射頻微波頻段的固態功率放大器中。同時該專利中如果輸入過激勵信號一直持續，開關不會打開，射頻鏈路將不會工作。

實用新型內容

針對現有技術中的過激勵保護電路存在的采用限幅器導致發射系統諧波、三階交調、噪聲系數等指標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的技術問題，本實用新型公開了一種固態功率放大器的過激勵保護電路。

本實用新型的技術方案如下：

本實用新型公開了一種固態功率放大器的過激勵保護電路，其具體包括自動電平控制環路和開關控制環路，所述開關控制環路用于在自動電平控制環路起控后，再打開射頻開關，所述自動電平控制環路包括耦合器、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的輸入，輸出端連接耦合器的輸入端，耦合器的一部分信號輸出給檢波放大電路，一部分信號輸出給開關控制環路的射頻開關；檢波放大電路的輸出分別連接第一比較器和開關控制環路的延時電路，第一比較器連接第一門限電路，其比較結果作為控制信號輸入給壓控衰減器。

更進一步地，上述開關控制環路包括耦合器、檢波放大電路、延時電路、第二比較器、第二門限電路和射頻開關，所述延時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果作為控制信號輸入給射頻開關。

更進一步地，上述過激勵保護電路還包括低溫過激勵保護電路，所述低溫過激勵保護電路采用溫度補償衰減器實現，所述溫度補償衰減器的輸入端連接射頻開關，輸出端連接射頻放大鏈路。