[發明專利]一種應用于射頻前端接收機的毫米波自適應限幅器

在審

• 申請號: 202010522032.3
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111654250A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 鐘立平;章國豪;黃國宏;唐浩
• 申請（專利權）人: 河源廣工大協同創新研究院
• 主分類號: H03F1/52
• 分類號: H03F1/52;H03F1/56
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 李俊康

一種應用于射頻前端接收機的毫米波自適應限幅器，涉及毫米波技術領域，包括天線、射頻開關、輸入匹配模塊以及低噪聲放大器LNA，所述天線的輸出端與射頻開關的第一端相連，所述射頻開關的第二端與輸入匹配模塊的輸入端相連，所述輸入匹配模塊的輸出端與低噪音放大器LNA的輸入端相連；其中，所述天線輸入射頻信號，經過所述輸入匹配模塊對輸入信號進行自適應限幅處理，從輸入匹配模塊輸出端輸出并輸出至低噪音放大器LNA的輸入端；本發明通過設置輸入匹配模塊，實現高性能低噪聲放大器的設計的同時，實現高功率限幅功能，很好的保護了LNA的后續電路。

技術領域

本發明涉及毫米波技術領域，具體涉及一種應用于射頻前端接收機的毫米波自適應限幅器。

背景技術

在微波毫米波系統中，為防止接收機的前置低噪聲放大器(LNA)被發射的泄漏功率燒毀，需在低噪聲放大器前面安置限幅器，限幅器電路目前有兩種形式，一種是采用分立的硅(si)材料的PIN二極管，采用混合電路的方式完成，其特點是體積大，插入損耗大，工作頻帶低。另一種是采用集成電路工藝，如砷化鎵(GaAs)，限幅器單片具有體積小，插入損耗小，應用頻率高，使用方便的特點，但通過的功率小。單片限幅器電路及其加工工藝的設計需要結合電路拓撲結構，材料結構，PIN二極管工藝等；如圖1所示。現有的技術方案是利用與LNA等前端器件相同工藝可集成的PIN二極管結構，一端接在LNA的輸入端口前，一端接地，通過控制PIN二極管的工作狀態，在小功率微波信號時以較小的差損使得信號順利通過，而通過高功率的微波信號時，則被衰減到較低的功率電平，這樣可以有效地保護低噪聲放大器(LNA)；具體的工作原理為：如圖2所示。該方案工作方式如下，當輸入信號電壓幅度小于PIN二極管的開啟電壓時，接地的并聯支路等效于一個并聯電容，微波信號通過；當信號電壓幅度大于PIN二極管的開啟電壓，PIN二極管導通，接地的并聯支路等效于一個并聯小電阻，微波信號通過電阻到地，大大減小了輸出的信號功率。但是在毫米波頻段，這種結構不再適用。因為PIN二極管將占據相當大的面積，并且在毫米波頻段耦合效應大大增強，會引入額外的噪聲和匹配損耗問題。

發明內容

本發明的目的在于解決現有的限幅器電路不適合用于毫米波頻段中，由于現有的限幅器電路中的PIN二極管占據相當大的面積，并且在毫米波段耦合效應大大增強，會引入額外的噪聲和匹配損耗的技術缺陷。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種應用于射頻前端接收機的毫米波自適應限幅器，其特征在于，包括天線、射頻開關、輸入匹配模塊以及低噪聲放大器LNA，所述天線的輸出端與射頻開關的第一端相連，所述射頻開關的第二端與輸入匹配模塊的輸入端相連，所述輸入匹配模塊的輸出端與低噪音放大器LNA的輸入端相連；其中，所述天線輸入射頻信號，經過所述輸入匹配模塊對輸入信號進行自適應限幅處理，從輸入匹配模塊輸出端輸出并輸出至低噪音放大器LNA的輸入端。

進一步的，所述輸入匹配模塊包括限幅單元以及與限幅單元相連的匹配網絡單元。

進一步的，限幅單元包括晶體管FET，晶體管FET的柵極G和漏極D的公共端作為電路的輸入端接射頻開關的第二端，所述晶體管FET的源極S接地。

進一步的，所述匹配網絡單元包括電容C1和電感L1，所述電容C1的第一端接晶體管FET柵極G和漏極D的公共端，電容C1的第二端接電感L1的第一端，電感L1的第二端接地。

進一步的，所述晶體管FET的柵極G和漏極D的公共端作為輸入匹配模塊的輸入端與射頻開關第二端相連，所述電容C1和電感L1的公共端作為輸入匹配模塊的輸出端與低噪聲放大器LNA相連。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：