[發明專利]一種損耗補償型電調有源諧振器及其損耗補償方法

在審

• 申請號: 201910283911.2
• 申請日: 2019-04-10
• 公開（公告）號: CN109888446A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 曾運華
• 申請（專利權）人: 曾運華
• 主分類號: H01P7/00
• 分類號: H01P7/00;H01P7/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種損耗補償型電調有源諧振器，由一個輸入端口（1）、一個并聯諧振體（3）、一個補償放大器（5）、一個信號開關（4）、一個可變電容器（2）組成；所述補償放大器（5）是一個單級或多級放大器，其末級為一個射極跟隨器或源極跟隨器，即共集電極放大電路或共漏極放大電路；所述并聯諧振體（3）是電路上的一個一端開路、另一端接地、任意形狀的導體；以開路端為上、接地端為下，用上、下兩個抽頭（TapH和TapL）將并聯諧振體（3）分成三段，從上到下依次為第一段、第二段、第三段；補償放大器（5）的輸入端與并聯諧振體（3）的開路端相電氣連接，補償放大器（5）的輸出端與并聯諧振體（3）的下抽頭端（TapL端）相電氣連接；信號開關（4）與并聯諧振體（3）的第二段并聯相接即電氣連接于并聯諧振體（3）的上、下抽頭（TapH和TapL）之間；可變電容器（2）與并聯諧振體（3）并聯相接；輸入端口（1）電氣連接于并聯諧振體（3）的開路端；并聯諧振體（3）與可變電容器（2）共同構成一個并聯LC（電感電容）諧振器；補償放大器（5）將引自并聯諧振體（3）開路端的微波信號放大后形成補償電流，再從下抽頭端（TapL端）重新注入并聯諧振體（3），使并聯諧振體（3）上的信號電流得到加強，從而補償并聯諧振體（3）及其它元件的損耗，損耗補償的多少由補償放大器（5）的電流增益決定，電流增益越高則損耗補償越多，通過損耗補償，有源諧振器可呈現“低耗”或 “無耗”狀態，因此改變補償放大器（5）的電流增益即可改變有源諧振器的Q值；為了提高補償效率和增加補償頻帶寬度，補償電流重新注入的位置即下抽頭（TapL）的位置可選在并聯諧振體（3）的下半段；信號開關（4）將有源諧振器的諧振頻率分成兩個頻段：在信號開關（4）斷開狀態，并聯諧振體（3）參與諧振的總長度為其第一段、第二段、第三段的長度之和，此時有源諧振器的諧振頻率處于低頻段，在信號開關（4）閉合狀態，其第二段被信號開關（4）短路屏蔽，并聯諧振體（3）參與諧振的總長度為其第一段、第三段的長度之和，此時有源諧振器的諧振頻率處于高頻段；可變電容器（2）的作用是使參與諧振的電容成為一個可變量，通過改變可變電容器（2）的電容量可以連續調諧有源諧振器；補償放大器（5）補償損耗的同時也使有源諧振器的諧振頻率發生偏移，這種偏移可加以利用，也可通過可變電容器（2）糾正。

2.一種諧振器的損耗補償方法，即，對于含有并聯諧振體（3）的諧振器，從并聯諧振體（3）的開路端引出微波信號，由補償放大器（5）放大后形成補償電流，再從并聯諧振體（3）的其它部位如下抽頭處重新注入并聯諧振體（3），使其信號電流得到加強，從而補償并聯諧振體（3）及其它元件的損耗，損耗補償的多少由補償放大器（5）的信號電流增益決定，電流增益越高則損耗補償越多，因此改變補償放大器（5）的電流增益即可改變諧振器損耗的補償量，通過損耗補償，諧振器可呈現“低耗”或 “無耗”狀態；為了提高補償效率和增加補償頻帶寬度，補償電流重新注入的位置如下抽頭（TapL）的位置可選在并聯諧振體3的下半段（以開路端為上，接地端為下）；損耗補償的結果可從輸入端口（1）向有源諧振器看去的輸入阻抗Zin的實部Re(Zin)隨信號頻率f變化的曲線即Re(Zin)~f曲線觀測到，曲線的峰頂或谷底對應著諧振頻率f₀和諧振時有源諧振器中并聯電阻Rp的值，如果Rp為正，表明有源諧振器中的總損耗尚未完全被補償，處于“欠補償”狀態，如果Rp為負，表明有源諧振器中的總損耗被過度補償，處于“過補償”狀態，不論是欠補償還是過補償，當Rp的絕對值很大時，有源諧振器的無載Q值即Q₀值也大，此時Re(Zin)~f曲線形狀尖銳，當Rp的絕對值很小時，有源諧振器的Q₀值也小，此時Re(Zin)~f曲線較平坦，根據Re(Zin)~f曲線的形狀可以計算出有源諧振器的Q₀值。