CN111565031A - 吸收式限幅器 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于无线电技术领域，提供了一种吸收式限幅器，包括电桥、第一限幅模块、第二限幅模块、第一负载模块和第二负载模块；所述电桥的输入端口为所述吸收式限幅器的输入端口，所述电桥的隔离端口为所述吸收式限幅器的输出端口；所述电桥的耦合输出端口连接所述第一限幅模块的输入端，所述电桥的直通输出端口连接所述第二限幅模块的输入端，所述第一限幅模块的输出端与所述第一负载模块的输入端连接，所述第二限幅模块的输出端与所述第二负载模块的输入端连接，所述第一负载模块和所述第二负载模块均接地。本申请采用一个电桥的输入端口作为吸收式限幅器的输入，隔离端口作为吸收式限幅器的输出，简化了电路结构，降低了插入损耗和泄露功率。
Description
技术领域
本发明属于无线电技术领域，尤其涉及一种吸收式限幅器。
背景技术
T/R组件是指一个无线收发系统中视频与天线之间的部分，即T/R组件一端接天线，一端接中视频处理单元就构成一个无线收发系统，T/R组件具有发射功率高、易受端口驻波影响的特点，接收机极易受到自身发射机的功率干扰；加之现阶段电子设备所面临的电磁环境越来越复杂，所受到的外部干扰及威胁更加巨大。
限幅器是T/R组件中基本的微波元件，传统吸收式限幅器需要2个3dB耦合器，电路复杂，插入损耗大，泄露功率高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种吸收式限幅器，以解决现有技术中吸收式限幅器电路结构复杂，插入损耗大、泄露功率高的问题。
本发明实施例提供了一种吸收式限幅器，包括：电桥、第一限幅模块、第二限幅模块、第一负载模块和第二负载模块；所述电桥包括输入端口、直通输出端口、隔离端口和耦合输出端口；
所述电桥的输入端口为所述吸收式限幅器的输入端口，所述电桥的隔离端口为所述吸收式限幅器的输出端口；
所述电桥的耦合输出端口连接所述第一限幅模块的输入端，所述电桥的直通输出端口连接所述第二限幅模块的输入端，所述第一限幅模块的输出端与所述第一负载模块的输入端连接，所述第二限幅模块的输出端与所述第二负载模块的输入端连接，所述第一负载模块和所述第二负载模块均接地。
在一个实施例中，所述第一限幅模块包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极分别与所述第一限幅模块的输入端连接，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极分别与所述第一限幅模块的输出端连接。
在一个实施例中，所述第一二极管和所述第二二极管均为GAN PIN二极管。
在一个实施例中，所述第二限幅模块包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管的阴极和所述第四二极管的阳极分别与所述第二限幅模块的输入端连接，所述第三二极管的阳极和所述第四二极管的阴极分别与所述第二限幅模块的输出端连接。
在一个实施例中，所述第三二极管和所述第四二极管均为GAN PIN二极管。
在一个实施例中，所述第一负载模块包括第一电阻。
在一个实施例中，所述第二负载模块包括第二电阻。
在一个实施例中，还包括第一电感和第二电感；
所述第一电感的第一端与所述第一限幅模块的输出端连接，所述第一电感的第二端接地；
所述第二电感的第一端与所述第二限幅模块的输出端连接，所述第二电感的第二端接地。
在一个实施例中，所述第一电感和所述第二电感均为扼流电感。
在一个实施例中，所述电桥包括3db电桥。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实施例提供了一种吸收式限幅器，包括电桥、第一限幅模块、第二限幅模块、第一负载模块和第二负载模块；所述电桥的输入端口为所述吸收式限幅器的输入端口，所述电桥的隔离端口为所述吸收式限幅器的输出端口；所述电桥的耦合输出端口连接所述第一限幅模块的输入端，所述电桥的直通输出端口连接所述第二限幅模块的输入端，所述第一限幅模块的输出端与所述第一负载模块的输入端连接，所述第二限幅模块的输出端与所述第二负载模块的输入端连接，所述第一负载模块和所述第二负载模块均接地。本实施例采用一个电桥的输入端口作为吸收式限幅器的输入，隔离端口作为吸收式限幅器的输出，简化了电路结构，降低了插入损耗和泄露功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的吸收式限幅器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的吸收式限幅器的电路示意图；
图3是本发明实施例提供的吸收式限幅器在小信号插损态下的仿真曲线图；
图4是本发明实施例提供的吸收式限幅器在大信号限幅状态下的仿真曲线图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，图1示出了本实施例提供的吸收式限幅器的结构，其包括：
电桥10、第一限幅模块20、第二限幅模块30、第一负载模块40和第二负载模块50；所述电桥10包括输入端口12、直通输出端口14、隔离端口13和耦合输出端口15；
所述电桥10的输入端口12为所述吸收式限幅器的输入端口，所述电桥10的隔离端口13为所述吸收式限幅器的输出端口；
所述电桥10的耦合输出端口15连接所述第一限幅模块20的输入端，所述电桥10的直通输出端口14连接所述第二限幅模块30的输入端，所述第一限幅模块20的输出端与所述第一负载模块40的输入端连接，所述第二限幅模块30的输出端与所述第二负载模块50的输入端连接，所述第一负载模块40和所述第二负载模块50均接地。
在本实施例中，上述吸收式限幅器的工作原理为：
在电桥10输入端口12输入小信号情况下，第一限幅模块20和第二限幅模块30不导通，第一限幅模块20和第二限幅模块30等效为开路状态，信号由电桥10的输入端口12经直通输出端口14和耦合输出端口15反射至电桥10的隔离端口13，体现为小插损态。
在电桥10输入端口12输入大信号情况下，第一限幅模块20和第二限幅模块30导通，第一限幅模块20和第二限幅模块30等效为短路态，功率由第一负载模块40和第二负载模块50吸收，电桥10的直通输出端口14和耦合输出端口15为匹配状态，输入端口12和输出端口实现隔离，即限幅状态。
本实施例不再采用常规的输入输出线路并联限幅器到地的三端口结构，采用3dB耦合器输入端口12和隔离端口13作为吸收式限幅器输入和输出，直通端口和耦合端口级联限幅模块；限幅模块串联吸收负载，简化了吸收式限幅器的结构，并保证大功率信号注入时端口驻波良好；采用单片集成工艺，方便应用。
从上述实施例可知，本实施例提供了一种吸收式限幅器，包括电桥10、第一限幅模块20、第二限幅模块30、第一负载模块40和第二负载模块50；并采用一个电桥10的输入端口12作为吸收式限幅器的输入，隔离端口13作为吸收式限幅器的输出，降低了插入损耗和泄露功率；本实施例限幅器采用单片集成方式，电桥10、负载、电路及二极管集成于一颗限幅器芯片上，简化了吸收式限幅器的结构，缩小了吸收式限幅器的体积，形式简单、易于单片集成，输入输出耐功率相当且耐功率水平较高，可靠性好。
在一个实施例中，所述第一限幅模块20包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一二极管D1的阴极和所述第二二极管D2的阳极分别与所述第一限幅模块20的输入端连接，所述第一二极管D1的阳极和所述第二二极管D2的阴极分别与所述第一限幅模块20的输出端连接。
在一个实施例中，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2均为GAN PIN二极管。
在本实施例中，第一二极管D1和第二二极管D2还可以包括但不限于SiC二极管、PN二极管、肖特基二极管。
在一个实施例中，所述第二限幅模块30包括第三二极管D3和第四二极管D4，所述第三二极管D3的阴极和所述第四二极管D4的阳极分别与所述第二限幅模块30的输入端连接，所述第三二极管D3的阳极和所述第四二极管D4的阴极分别与所述第二限幅模块30的输出端连接。
在一个实施例中，所述第三二极管D3和所述第四二极管D4均为GAN PIN二极管。
在本实施例中，第三二极管D3和第四二极管D4还可以包括但不限于SiC二极管、PN二极管、肖特基二极管。
在一个实施例中，所述第一负载模块40包括第一电阻R1。
在一个实施例中，所述第二负载模块50包括第二电阻R2。
在一个实施例中，还包括第一电感L1和第二电感L2；
所述第一电感L1的第一端与所述第一限幅模块20的输出端连接，所述第一电感L1的第二端接地；
所述第二电感L2的第一端与所述第二限幅模块30的输出端连接，所述第二电感L2的第二端接地。
在一个实施例中，所述第一电感L1和所述第二电感L2均为扼流电感。
在一个实施例中，所述电桥10包括3db电桥10。
如图3所示，图3示出了吸收式限幅器在小信号插损态下的仿真曲线，其中，图3(a)表示在小信号插损态下的所述吸收式限幅器的输出反射系数和输入反射系数的仿真曲线，图3(b)表示在小信号插损态下的所述吸收式限幅器的插入损耗仿真曲线。如图4所示，图4示出了吸收式限幅器在大信号限幅状态下的仿真曲线，图4(a)表示在大信号限幅状态下吸收式限幅器的输出反射系数和输入反射系数的仿真曲线，图4(b)表示在大信号限幅状态下吸收式限幅器的插入损耗仿真曲线。
由上述仿真曲线可知，本实施例采用单电桥10结构实现S波段耐受峰值功率超过200W，插入损耗小于1db的吸收式限幅器，填补了采用单电桥10实现吸收式限幅器的空白，在2GHz～5GHz工作频带内，限幅器插入损耗＜1dB，耐受功率＞100W(200us脉宽，10％占空比)，限幅隔离度＞20dB。与传统吸收式限幅器相比，结构大大简化；采用该限幅器，可以提供一种接收机吸收式限幅器的新思路，集成度高，装配简单，可靠性高。
利用本实施例所提供的吸收式限幅器，可以提高接收机对电磁干扰的防护能力，提高产品的可靠性，同时吸收式结构可以改善大功率情况下的端口驻波，简化系统结构，具有集成度高、尺寸小、装配简单、可靠性高的特点。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种吸收式限幅器，其特征在于，包括：电桥、第一限幅模块、第二限幅模块、第一负载模块和第二负载模块；所述电桥包括输入端口、直通输出端口、隔离端口和耦合输出端口；
所述电桥的输入端口为所述吸收式限幅器的输入端口，所述电桥的隔离端口为所述吸收式限幅器的输出端口；
所述电桥的耦合输出端口连接所述第一限幅模块的输入端，所述电桥的直通输出端口连接所述第二限幅模块的输入端，所述第一限幅模块的输出端与所述第一负载模块的输入端连接，所述第二限幅模块的输出端与所述第二负载模块的输入端连接，所述第一负载模块和所述第二负载模块均接地。
2.如权利要求1所述的吸收式限幅器，其特征在于，所述第一限幅模块包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极分别与所述第一限幅模块的输入端连接，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极分别与所述第一限幅模块的输出端连接。
3.如权利要求2所述的吸收式限幅器，其特征在于，所述第一二极管和所述第二二极管均为GAN PIN二极管。
4.如权利要求1所述的吸收式限幅器，其特征在于，所述第二限幅模块包括第三二极管和第四二极管，所述第三二极管的阴极和所述第四二极管的阳极分别与所述第二限幅模块的输入端连接，所述第三二极管的阳极和所述第四二极管的阴极分别与所述第二限幅模块的输出端连接。
5.如权利要求4所述的吸收式限幅器，其特征在于，所述第三二极管和所述第四二极管均为GAN PIN二极管。
6.如权利要求1所述的吸收式限幅器，其特征在于，所述第一负载模块包括第一电阻。
7.如权利要求1所述的吸收式限幅器，其特征在于，所述第二负载模块包括第二电阻。
8.如权利要求1所述的吸收式限幅器，其特征在于，还包括第一电感和第二电感；
所述第一电感的第一端与所述第一限幅模块的输出端连接，所述第一电感的第二端接地；
所述第二电感的第一端与所述第二限幅模块的输出端连接，所述第二电感的第二端接地。
9.如权利要求8所述的吸收式限幅器，其特征在于，所述第一电感和所述第二电感均为扼流电感。
10.如权利要求1至9任一项所述的吸收式限幅器，其特征在于，所述电桥包括3db电桥。
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