[發(fā)明專利]一種射頻寬帶高輸出大動態(tài)快切換功率控制方法及電路

在審

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• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115459728A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王棟;李國卿;黃根全;周立學(xué);蘆嘉;郝金華;謝敏
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: H03H7/24
• 分類號: H03H7/24
• 代理公司: 西安凱多思知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發(fā)明涉及一種射頻寬帶高輸出大動態(tài)快切換功率控制方法及電路，將單刀四擲電子開關(guān)、固定衰減、小步進(jìn)衰減器采用串并聯(lián)結(jié)構(gòu)或并串聯(lián)方法。采用最少的串聯(lián)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)超寬帶高輸出、大動態(tài)、連續(xù)小步進(jìn)快切換功率控制，不需要采用校準(zhǔn)或輸出穩(wěn)幅控制技術(shù)，系統(tǒng)方案簡潔，集成度高、設(shè)備量小、可靠性高、功耗低、通用性強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)、雷達(dá)信號或雷達(dá)目標(biāo)模擬信號的功率控制領(lǐng)域，具體涉及一種寬帶高輸出功率、細(xì)步進(jìn)大功率調(diào)整動態(tài)以及功率狀態(tài)快速切換的功率控制方法即電路。

背景技術(shù)

本發(fā)明應(yīng)用于雷達(dá)、雷達(dá)信號或雷達(dá)目標(biāo)模擬器中，用于模擬雷達(dá)發(fā)射信號在不同距離下的輻射功率變化，或者在不同作用距離下對應(yīng)不同反射體的雷達(dá)回波信號的功率快速變化及其起伏，也可應(yīng)用于便攜式信號源中實現(xiàn)輸出信號的大動態(tài)功率范圍調(diào)整。功率范圍調(diào)整往往要求動態(tài)大于90dB，步進(jìn)小于1dB，最大輸出功率在20dBm左右。同時為了模擬目標(biāo)快起伏變化需要快速調(diào)整衰減動態(tài)，輸出功率狀態(tài)切換速度至少達(dá)到μs級。

一般寬帶高輸出大動態(tài)功率控制采用機械式衰減器，輸入功率高(可大于1W)，插損小。但是體積大，切換時間一般在ms量級，不能滿足背景技術(shù)中提出的對輸出功率狀態(tài)切換速度至少達(dá)到μs級的要求。

為提高衰減切換時間小于1μs必須采用PIN電子衰減器，但是PIN電子衰減器插入損耗大，輸入0.1dB壓縮點一般在20dBm左右，通過串聯(lián)實現(xiàn)90dB以上動態(tài)時往往輸出功率小于10dBm；采用SOI工藝的小步進(jìn)衰減器可以提高輸入功率，但采用傳統(tǒng)方案使用3到4級串聯(lián)(見圖1)滿足大于90dB以上的輸出動態(tài)時，總插入損耗依然降低了輸出功率值。為了提高輸出功率值，在衰減后需要加入放大器補償插入損耗。對增加的放大器帶來的非線性以及溫度特性，需要采用軟件針對不同環(huán)境溫度預(yù)失真校準(zhǔn)補償，測試量大、一致性不好。為同時滿足高輸出、大動態(tài)和快速切換的要求，需要采用一種優(yōu)化方案實現(xiàn)高輸出大線性動態(tài)連續(xù)小步進(jìn)快切換功率控制。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種基于SOI工藝的小步進(jìn)數(shù)控衰減器和開關(guān)大步進(jìn)衰減切換的串并聯(lián)或并串聯(lián)方法，采用最少的串聯(lián)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)超寬帶、高輸出、大動態(tài)、連續(xù)小步進(jìn)功率控制狀態(tài)的快速切換，不需要采用校準(zhǔn)或輸出穩(wěn)幅控制技術(shù)，系統(tǒng)方案簡潔，集成度高、設(shè)備量小、可靠性高，功耗低、通用性強。

技術(shù)方案

一種射頻寬帶高輸出大動態(tài)快切換功率控制方法，其特征在于將單刀四擲電子開關(guān)、固定衰減、小步進(jìn)衰減器采用串并聯(lián)結(jié)構(gòu)或并串聯(lián)方法。

一種射頻寬帶高輸出大動態(tài)快切換功率控制電路，其特征在于包括兩個單刀四擲電子開關(guān)、4個固定衰減、1個小步進(jìn)衰減器；射頻信號輸入到1個單刀四擲電子開關(guān)，1個單刀四擲電子開關(guān)連接4個固定衰減的輸入，4個固定衰減的輸出連接另一個單刀四擲電子開關(guān)，另一個單刀四擲電子開關(guān)的輸出連接小步進(jìn)衰減器，小步進(jìn)衰減器輸出射頻信號；兩只單刀四擲電子開關(guān)和每個通道中串入的固定衰減A1～A4構(gòu)成并聯(lián)大步進(jìn)衰減環(huán)節(jié)，所用控制均選用并行控制。

一種射頻寬帶高輸出大動態(tài)快切換功率控制電路，其特征在于包括兩個單刀四擲電子開關(guān)、4個固定衰減、1個小步進(jìn)衰減器；射頻信號輸入到小步進(jìn)衰減器，小步進(jìn)衰減器輸出連接1個單刀四擲電子開關(guān)，1個單刀四擲電子開關(guān)連接4個固定衰減的輸入，4個固定衰減的輸出連接另一個單刀四擲電子開關(guān)，另一個單刀四擲電子開關(guān)的輸出射頻信號；兩只單刀四擲電子開關(guān)和每個通道中串入的固定衰減A1～A4構(gòu)成并聯(lián)大步進(jìn)衰減環(huán)節(jié)，所用控制均選用并行控制。

優(yōu)先地：所述的固定衰減A1～A4可選擇0、20、40、80dB或0、30、60、90dB。

優(yōu)先地：所述的小步進(jìn)衰減器至少選擇6位、0.5dB步進(jìn)的SOI工藝的數(shù)控衰減器。

有益效果