[發明專利]一種射頻功率探測器

在審

• 申請號: 201910025713.6
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109541294A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 曹然
• 申請（專利權）人: 北京中電宏業科技有限公司
• 主分類號: G01R21/00
• 分類號: G01R21/00
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 孫國棟

本發明涉及一種射頻功率探測器，包括包絡線探測器、積分器和輸出緩沖單元，在包絡線探測器包括第一三極管T1、第二電容C2、第一電流源I1、第二電流源I2、第三電流源I3、第一二極管D1、第二二極管D2和第一電阻R1，其中，第一電流源I1、第一二極管D1和第一電阻R1組成第一三極管T1的偏置電路。輸出緩沖單元包括第二三極管T2和第四電流源I4，第二電流源I2、第三電流源I3和第二二極管D2組成第二三極管T2的偏置電路。本發明在包絡線探測器中，通過調節第二電流源I2與第三電流源I3的電流差，來控制第二電容C2的充放電時間，可以很精確的實現對信號包絡線的跟蹤，再經過積分電路，從而實現高峰均比信號在大帶寬內平均功率的檢測。

技術領域

本發明涉及射頻功率測量領域，尤其涉及一種射頻功率探測器。

背景技術

最常見的一種射頻功率探測器是一個由二極管組成的半波整流器，如圖1所示。二極管的闞值電壓，通常在0.7V左右。當輸入信號的幅值超過二極管闞值電壓時，二級管導通，開始對電容C充電，電容C上電壓最終達到信號的峰值。當輸入信號幅值降到二極管闞值電壓以下時，二極管關斷。電容C通過并聯的負載電阻RL放電。充電和放電時間由電容C和電阻RL的時間常數決定。根據輸入信號的頻率，選擇合適的時間常數，電容上的電壓可以反映出輸入信號的功率大小。二極管功率探測器有一個明顯的缺點，就是由于二級管只有在輸入信號的幅值超過闞值電壓時才能導通，所以對于幅值小于闞值電壓的信號無法檢測。

為了克服二極管功率探測器的弊端，人們采用三極管功率探測器，其結構如圖2所示。通過三極管的偏置電路，可以設置三極管的基極電壓，這就克服了二極管要求輸入信號幅值必須大于闞值電壓才能導通的弊端。三級管T1在功能上和二極管類似，當輸入射頻信號為正半周時，信號通過三極管開始對電容C充電，當輸入信號為負半周時，電容C通過負載電阻RL放電。充電和放電時間由電容C和電阻RL的時間常數決定，根據輸入信號的頻率，選擇合適的時間常數，電容上的電壓可以反映出輸入信號的功率大小。因此三極管功率探測器被廣泛應用在射頻信號功率檢測場合。但是在檢測無線網絡(WLAN)信號時，這種三極管功率探測器有局限性。目前高速無線網絡(WLAN)主要采用802.11g/n/ac協議，信號主要采用OFDM調制方式。這種調制方式下，信號的峰均比很高，通常會到達7dB甚至更高，而且隨著高速網絡的需求越來越大，信號的帶寬也越來越寬，由20MHz、40MHz帶寬變成了80MHz甚至是160MHz帶寬，圖2所示的三極管功率探測器已經無法準確檢測到大帶寬內高峰均比的信號。

發明內容

本發明的目的在于，解決現有技術中存在的上述不足之處。

為實現上述目的，本發明提供一種射頻功率探測器，包括包絡線探測器、積分器和輸出緩沖單元；包絡線探測器包括第一三極管T1、第二電容C2、第一電流源I1、第二電流源I2、第三電流源I3、第一二極管D1、第二二極管D2和第一電阻R1，其中，第一電流源I1連接在電源正極和第一三極管T1的基極之間，第一二極管D1的正極接在第一三極管T1的基極，第一二極管D1的負極接第一電阻R1的一端，第一電阻R1的另一端連接被探測系統的負極，其中，第一電流源I1、第一二極管D1和第一電阻R1組成第一三極管T1的偏置電路，從而設置第一三極管T1基極的偏置電壓，第一三極管T1的集電極接電源正極，第一三級管T1的發射極接第二電流源I2的正極，第二電流源I2的負極接被探測系統的負極，第一三極管T1的發射極和被探測系統的負極之間還設置有第二電容C2，第二電容C2和第二電流源I2并聯，第三電流源I3的正極接電源正極，第三電流源I3的負極連接第二二極管D2的正極，第二二極管D2的負極連接第一三極管T1的發射極，其中，第三電流源I3的負極連接積分器的輸入端；輸出緩沖單元包括第二三極管T2和第四電流源I4，第二三級管T2的集電極連接電源正極，第二三極管T2的發射極連接第四電流源I4的正極，第四電流源I4的負極連接被探測系統的負極，其中，第二電流源I2、第三電流源I3和第二二極管D2組成第二三極管T2的偏置電路，用于設置第二三極管T2基極的偏置電壓。