功率可变的限幅器及限幅电路的制作方法

1.本实用新型涉及功率控制领域，具体涉及一种功率可变的限幅器及限幅电路。


背景技术：

2.在射频收发系统中，发射单元和接收单元往往共用同一个天线，收发单元的公共端则采用环形器相连接，由于收发天线并非理想元件，因此发射单元输入到天线的能量并不能被完全辐射出去，有一部分能量会经环形器返回到接收单元，当天线驻波极差的时候，这部分反射能量会非常大，甚至形成全反射，这时接收单元的低噪声放大器会因过功率而烧毁。故在实际应用中，需要采取措施，防止这样的情况发生。
3.图1为无源自限幅电路模型，这是一种最简单限幅器，但由于检波管的耐受功率是恒定的，因此当耦合器设计定型后，限幅门限也将固定下来，不方便调试。某些时候可以在检波器和耦合器之间加入衰减器来调试限幅门限，但这种方法的准确度不高，一般衰减量调节不宜超过10db。因此这种电路模型适用于较低功率的限幅应用。
4.图2为有源自限幅电路模型，该模型比无源限幅模型增加了1个比较器，通过设定比较器的参考电压值，可以方便地调节限幅器的门限，调节的量程超过50db，适用于大功率限幅应用。
5.但在一个收发系统内部，如果发射机的发射功率是可变的，那么对应的接收机的限幅功率则应该设计为可变的。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种功率可变的限幅器及限幅电路，在加入相关软件方法后，实现了根据发射机的发射功率对应调节接收机的限幅功率，极大地提高了系统的灵活性与安全性。
7.本实用新型采取如下技术方案实现上述目的，功率可变的限幅器，应用于射频收发系统，所述射频收发系统包括发射单元以及接收单元，包括耦合器、比较器、pin二极管、第一检波管、双路继电器以及控制模块，所述第一检波管分别与耦合器、比较器以及双路继电器连接，双路继电器分别与比较器、控制模块以及pin二极管连接，pin二极管还与耦合器连接，控制模块根据发射单元的发射功率控制双路继电器的得电与失电，双路继电器失电时，外部输入信号经过耦合器以及第一检波管控制pin二极管输出；双路继电器得电时，外部输入信号经过耦合器、第一检波管以及比较器控制pin二极管输出。
8.功率可变的限幅器，所述射频收发系统包括发射单元以及接收单元，包括耦合器、比较器、pin二极管、第一检波管、第二检波管以及双路继电器，耦合器分别与第一检波管、第二检波管以及pin二极管连接，比较器分别与第二检波管以及双路继电器连接，双路继电器分别与pin二极管、控制模块以及第一检波管连接，控制模块根据发射单元的发射功率控制双路继电器的得电与失电，双路继电器失电时，外部输入信号经过耦合器以及第一检波管控制pin二极管；双路继电器得电时，外部输入信号经过耦合器、第二检波管以及比较器
控制 pin二极管。
9.进一步的是，为了提高调整限幅功率的范围，还包括衰减器，所述衰减器连接在第二检波管与耦合器之间。
10.限幅电路，包含上述所述功率可变的限幅器以及限幅二极管电路单元，在检波管与耦合器之间均设置有所述限幅二极管电路单元。
11.进一步的是，为了实现双向限幅，所述限幅二极管电路单元包括第一限幅二极管以及第二限幅二极管，所述第一限幅二极管的阳极接地，阴极分别与耦合器以及各检波管连接，所述第二限幅二极管的阴极接地，阳极分别与耦合器以及各检波管连接。
12.进一步的是，为了检出脉冲包络信号，还包括rc电路单元，所述rc电路单元连接在检波管与双路继电器之间，所述rc电路单元包括电阻与电容，所述电阻与电容串联，电容接地。
13.进一步的是，为了保证在发射单元发射功率较大情况下电路的安全性，还包括第二级限幅电路单元，所述第二级限幅电路单元与pin二极管连接。
14.进一步的是，所述第二级限幅电路单元包括第三限幅二极管、第四限幅二极管以及电感，所述pin二极管的阳极分别与第三限幅二极管阳极、第四限幅二极管的阴极以及电感的一端连接，第三限幅二极管阴极、第四限幅二极管的阳极以及电感的另一端接地。
15.进一步的是，为了提高信号区分能力，还包括环形器，所述环形器设置在耦合器之前。
16.本实用新型中，外部输入信号经过耦合器以及第一检波管控制pin二极管实现小功率的限幅；外部输入信号经过耦合器、第一检波管以及比较器控制pin二极管输出实现大功率的限幅，加入双路继电器，并且控制模块根据发射单元的发射功率控制双路继电器的得电与失电，进而控制限幅的功率大小，实现了根据发射机的发射功率对应调节接收机的限幅功率，极大地提高了系统的灵活性与安全性；还可以在小功率限幅电路中使用第一检波管，大功率限幅电路中使用第二检波管，提高适配性；在限幅电路中加入限幅二极管还能对检波二极管进行保护。
附图说明
17.图1是无源自限幅电路模型。
18.图2是有源自限幅电路模型。
19.图3是本实用新型功率可变的限幅器第一实施例结构框图。
20.图4是本实用新型功率可变的限幅器第二实施例结构框图。
21.图5是本实用新型限幅电路的第一实施例电路图。
22.图6是本实用新型检波前后的脉冲信号示意图。
23.附图中，d1为第一限幅二极管，d2为第二限幅二极管，d3为pin二极管，d4为第三限幅二极管，d5为第四限幅二极管。
具体实施方式
24.本实用新型功率可变的限幅器，应用于射频收发系统，所述射频收发系统包括发射单元以及接收单元，其第一实施例结构框图如图3，包括耦合器、比较器、pin二极管、第一
检波管、第二检波管以及双路继电器，耦合器分别与第一检波管、第二检波管以及pin二极管连接，比较器分别与第二检波管以及双路继电器连接，双路继电器分别与pin二极管、控制模块以及第一检波管连接，控制模块根据发射单元的发射功率控制双路继电器的得电与失电，双路继电器失电时，外部输入信号经过耦合器以及第一检波管控制pin二极管；双路继电器得电时，外部输入信号经过耦合器、第二检波管以及比较器控制pin二极管。
25.其第二实施例结构框图如图4，包括耦合器、比较器、pin二极管、第一检波管、双路继电器以及控制模块，所述第一检波管分别与耦合器、比较器以及双路继电器连接，双路继电器分别与比较器、控制模块以及pin二极管连接，pin二极管还与耦合器连接，控制模块根据发射单元的发射功率控制双路继电器的得电与失电，双路继电器失电时，外部输入信号经过耦合器以及第一检波管控制pin二极管输出；双路继电器得电时，外部输入信号经过耦合器、第一检波管以及比较器控制pin二极管输出。
26.为了提高调整限幅功率的范围，功率可变的限幅器还包括衰减器，所述衰减器连接在第二检波管与耦合器之间。
27.本实用新型限幅电路，包含上述所述的功率可变的限幅器以及限幅二极管电路单元，在检波管与耦合器之间均设置有所述限幅二极管电路单元，所述限幅二极管电路单元可以为双向限幅二极管电路单元。
28.为了防止检波管被烧毁，检波管前插入双向限幅二极管电路单元，所述双向限幅二极管电路单元包括第一限幅二极管以及第二限幅二极管，所述第一限幅二极管的阳极接地，阴极分别与耦合器以及各检波管连接，所述第二限幅二极管的阴极接地，阳极分别与耦合器以及各检波管连接。
29.为了检出脉冲包络信号，限幅电路还包括rc电路单元，所述rc电路单元连接在检波管与双路继电器之间，所述rc电路单元包括电阻与电容，所述电阻与电容串联，电容接地。
30.为提高保证在发射单元发射功率较大情况下电路的安全性，限幅电路还包括第二级限幅电路单元，所述第二级限幅电路单元与pin二极管连接，所述第二级限幅电路单元包括第三限幅二极管、第四限幅二极管以及电感，所述pin二极管的阳极分别与第三限幅二极管阳极、第四限幅二极管的阴极以及电感的一端连接，第三限幅二极管阴极、第四限幅二极管的阳极以及电感的另一端接地。电感l2的作用是为限幅器提供1个直流到地回路，这种设置一是可以加速限幅管的导通，二是可以保护限幅管。
31.为了提高信号区分能力，限幅电路还包括环形器，所述环形器设置在耦合器之前。
32.图5为本实用新型限幅电路的第一实施例电路图，耦合器分别与环形器、第一级限幅单元以及限幅二极管电路单元连接；检波管v1阳极接地，阴极分别通过rc电路单元与比较器的信号输入端以及双路继电器的触点1所在电路连接，检波管v1的阴极还与限幅二极管电路单元连接；比较器的信号输出端通过驱动器与双路继电器的触点2所在电路连接，双路继电器通过电感l1与第一级限幅单元连接，第一级限幅单元与第二级限幅单元连接；
33.第一级限幅单元包括第一电容c1、第二电容c2以及pin二极管d3，pin二极管d3的阴极接地，阳极分别与第一电容c1以及第二电容c2连接；
34.第二级限幅单元包括第三限幅二极管d4、第四限幅二极管d5以及电感l2。
35.检波二极管v1采用并联模式半周检波，当射频信号正半周到达v1时，检波管处于
关断状态，信号通过电阻r为电容c充电，当射频信号负半周到达v1时，检波管处于导通状态，电容c通过电阻r对地放电，如图6所示，如此可得到一个脉冲电平信号。
36.双路继电器在不通电的情况下，继电器触点1导通，pin二极管d3直接由图6的脉冲电平驱动通断，此时限幅器工作在小功率限幅模式。
37.小功率限幅时，限幅功率可在3w～300w之间设定(动态20db)，大功率限幅时，限幅功率可在300w～3000w之间设定(动态10db)，总动态为30db。
38.双路继电器在通电的情况下，继电器触点2导通，图6的脉冲电平经比较器和驱动器再驱动pin管d3通断，此时限幅器工作在大功率限幅模式。
39.上述软件方法可由本领域技术人员根据本实用新型结构推导得出，不属于本实用新型的保护范围。
40.综上所述，本实用新型相比于现有技术，实现了根据发射机的发射功率对应调节接收机的限幅功率，极大地提高了系统的灵活性与安全性。