一种智能型高压电力滤波装置的制作方法

1.本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种智能型高压电力滤波装置。


背景技术：

2.延时放大组件是实现微波信号的合成/功分、延时、放大、功分等，集接收和发射于一体，在微波探测系统中起着非常重要的作用。延时放大组件具有工作频率宽，移相精度高，驻波较好，杂散抑制高，稳定性高以及体积小、集成度高等优点因而被广泛采用。但是，它的性能主要由开关、移相放大电路决定，目前通用组件所产生的移相精度不高，收发切换速度慢，稳定度差，功耗较高，逐渐难以适应现在的技术潮流。
3.目前国内微波组件的生产主要的延时模块，收发等方式实现，不足是信号杂散抑制不高，移相精度不高。为了实现系统的小型化，低功耗、模块只能向高度集成的方向发展。延时放大组件是实现微波信号的接收与发射，调整微波信号增益及移相的主要元件，在微波通信系统中起着非常重要的作用。延时放大组件具有工作频率宽，移相精度高，驻波较好，杂散抑制高，幅相稳定性高以及体积小、集成度高等优点因而被广泛采用，但是，它的性能等方面还存在以下不足之处：
4.例如，一种微波组件：
5.其通过由多个分立电子元器件组成多位延时单元，其成本低、还可以调节接收电路中的增益参数，输出各延时状态的信号。通过延时单元实现了信号的各态延时及叠加，还降低了系统的复杂程度。
6.但是，现有的延时单元电路存在以下缺陷：
7.(1)简单的收发延时电路需要接收发射信号双向传输，收发隔离度要求高；
8.(2)延时范围大，故此各态幅度误差较差。
9.为此，我们提出一种智能型高压电力滤波装置。


技术实现要素：

10.本实用新型主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种智能型高压电力滤波装置。
11.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种智能型高压电力滤波装置，包括延时放大组件和接收电路，接收电路包括功合、数控衰减器、低噪声放大器、匹配电路和微波开关移相电路，低噪声放大器为宽带低噪声高压缩点放大器，低噪声放大器之间加入了均衡器和温补，微波开关移相电路选用gaas fet开关芯片加延时线，延时放大组件的工作频率的范围是2～6ghz，延时放大组件的接收增益范围在0db
±
2db(1、2、3、4分口相等功率输入，agc打0db衰减时，总口2输出测试)之间；延时放大组件的接收噪声系数：≤20db；延时放大组件的接收增益一致性：
±
1.5db，延时放大组件的接收相位一致性：
±
15
°
；延时放大组件的接收输入1db压缩点：≥3dbm；延时放大组件的接收非线性相位误差：≤15
°
，延时放大组件的总口输入激励功率：0dbm
±
1.0db；延时放大组件的发射输出功率带内
起伏：≤2db(任意1ghz内)；延时放大组件的单通道输出功率：2dbm
±
1.5db；延时放大组件的agc设置为7d，延时放大组件的发射功率一致性：
±
1db；延时放大组件的发射相位一致性：
±
10
°
；延时放大组件的发射带内非线性相位误差：≤30
°
。
12.作为优选，所述延时放大组件的发射谐波抑制：≤-15dbc；延时放大组件的发射杂散抑制：≤-55dbc；延时放大组件的发射波形顶降：≤0.5db；延时放大组件的发射脉冲上升/下降时间：≤50ns。
13.作为优选，所述延时放大组件的收发通道幅相幅度：
±
0.25db，相位：
±5°
。
14.作为优选，所述延时放大组件的收发转换时间：≤100ns，延时放大组件的延时控制：4位(2λg 4λg 8λg 16λg)，延时放大组件的延时步进：2λg@6ghz，延时放大组件的延时范围：30λg，延时放大组件的各态幅度误差(延时寄生调幅，同一组件)：≤1.0db。
15.作为优选，所述延时放大组件的各态相位误差(同一组件)：≤15
°
(常温)，≤30
°
(工作温度范围内)。
16.作为优选，所述延时放大组件的延时转换时间：≤200ns，延时放大组件的负载态发射隔离：≥50db，延时放大组件的负载态接收隔离：≥50db，延时放大组件的通道间隔离度：≥30db，延时放大组件的收发隔离度：≥30db。
17.作为优选，所述延时放大组件的驻波：≤1.8，延时放大组件的供电： 6v@4a。
18.作为优选，所述延时放大组件的工作温度：-40℃～ 70℃。
19.有益效果
20.本实用新型提供了一种智能型高压电力滤波装置。具备以下有益效果：
21.(1)、该一种智能型高压电力滤波装置，本实用新型上大量采用裸芯片提高系统集成度与可靠性充分利用空间体积，在结构上采用正反两面分腔将射频与低频部分分开进行处理，有利于紧凑设计，提高产品的可靠性；同时将各个功能部分进行单元划分，减少相互之间的电磁干扰，提高电磁兼容特性进一步提升系统的稳定性。功分器每个端口到公共端的物理路径保持一致，链路中相同型号的元器件保持批次相同，并在采购时对相同型号的元器件提出相位一致性要求；链路中预留调试位置，以便在后期测试中若有增益、相位一致性满足要求进行调试。
22.(2)、该一种智能型高压电力滤波装置，本实用新型通过使用gaas fet开关芯片加延时线，延时线长度可调，提高移相精度。宽带的开关芯片保证了带内相位非线性，gaas fet开关芯片(自带驱动)的高速保证了延时转换时间。以及开关芯片的高隔离度，从而确保收发通道的隔离。
23.(3)、该一种智能型高压电力滤波装置，本实用新型选用性能优秀的低噪声高压缩点放大电路，从而保证了噪声系数和输入1db压缩点。整体结构在保证接收增益和发射输出功率的前提下尽量减少放大器减少功耗。在链路中加入了幅度均衡器和温补衰减器从而保证全温下增益的带内波动。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。
25.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
26.图1为本实用新型系统图。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.实施例：一种智能型高压电力滤波装置，如图1所示，包括延时放大组件和接收电路，接收电路包括功合、数控衰减器、低噪声放大器、匹配电路和微波开关移相电路，低噪声放大器为宽带低噪声高压缩点放大器，低噪声放大器之间加入了均衡器和温补，微波开关移相电路选用gaas fet开关芯片加延时线，延时放大组件的工作频率的范围是2～6ghz，延时放大组件的接收增益范围在0db
±
2db(1、2、3、4分口相等功率输入，agc打0db衰减时，总口2输出测试)之间；延时放大组件的接收噪声系数：≤20db；延时放大组件的接收增益一致性：
±
1.5db，延时放大组件的接收相位一致性：
±
15
°
；延时放大组件的接收输入1db压缩点：≥3dbm；延时放大组件的接收非线性相位误差：≤15
°
，延时放大组件的总口输入激励功率：0dbm
±
1.0db；延时放大组件的发射输出功率带内起伏：≤2db(任意1ghz内)；延时放大组件的单通道输出功率：2dbm
±
1.5db；延时放大组件的agc设置为7d，延时放大组件的发射功率一致性：
±
1db；延时放大组件的发射相位一致性：
±
10
°
；延时放大组件的发射带内非线性相位误差：≤30
°
，延时放大组件的发射谐波抑制：≤-15dbc；延时放大组件的发射杂散抑制：≤-55dbc；延时放大组件的发射波形顶降：≤0.5db；延时放大组件的发射脉冲上升/下降时间：≤50ns，延时放大组件的收发通道幅相幅度：
±
0.25db，相位：
±5°
，延时放大组件的收发转换时间：≤100ns，延时放大组件的延时控制：4位(2λg 4λg 8λg 16λg)，延时放大组件的延时步进：2λg@6ghz，延时放大组件的延时范围：30λg，延时放大组件的各态幅度误差(延时寄生调幅，同一组件)：≤1.0db，延时放大组件的各态相位误差(同一组件)：≤15
°
(常温)，≤30
°
(工作温度范围内)，延时放大组件的延时转换时间：≤200ns，延时放大组件的负载态发射隔离：≥50db，延时放大组件的负载态接收隔离：≥50db，延时放大组件的通道间隔离度：≥30db，延时放大组件的收发隔离度：≥30db，延时放大组件的驻波：≤1.8，延时放大组件的供电： 6v@4a，延时放大组件的工作温度：-40℃～ 70℃。
29.本实用新型经过仿真设计及线路优化，产品技术方案如下：
30.组件包括由功分/合成单元、数控衰减单元、开关放大单元、延时单元和控制单元等单元电路构成，原理框图如图1所示。
31.信号版图布局如下：
32.考虑到模块的厚度以及重量要求，为了减少模块之间的隔腔壁将模块两面铣腔，
一面布置微波电路(微波面)，一面布置电源及控制驱动电路(驱动面)。
33.微波面主要实现的功能：
[0034][0035]
驱动面主要实现的功能：
[0036][0037][0038]
1.接收增益、接收噪声系数、接收输入1db压缩点。
[0039]
选取适当增益的低噪声高压缩点放大器，以及适当的增益分配和均衡器，保证增益平坦度噪声系数输入1db压缩点满足要求值。
[0040]
2.接收增益一致性、接收相位一致性。
[0041]
本实用新型通道间以及不同组件间选用同批次同相位的元器件，输入输出端口的物理路径保持一致。
[0042]
3.接收非线性相位误差
[0043]
非线性相位误差取决于链路中各元器件的相位非线性，所以元器件的选择尽量能在宽带下工作以及链路中预留相位均衡器。
[0044]
4.发射通道输出功率、带内起伏。
[0045]
本实用新型选取适当增益的放大器，保证输出功率的平坦度和大小满足指标要求
[0046]
5.发射功率、相位一致性。
[0047]
通道间以及不同组件间选用同批次同相位的元器件，输入输出端口的物理路径保持一致。
[0048]
6.发射带内非线性相位误差
[0049]
非线性相位误差取决于链路中各元器件的相位非线性，所以元器件的选择尽量能在宽带下工作以及链路中预留相位均衡器。
[0050]
7.发射谐波、杂散抑制
[0051]
优于组件工作的频率范围为宽带2-6ghz，因此选取合适的高输出放大器，满足谐波抑制要求。组件中没有变频，所以处理好dc/dc电源模块，以及提高收发开关的隔离度，防止信号交调。
[0052]
8.收发通道幅相稳定性
[0053]
本实用新型选取合适且稳定的放大器同时链路中加入温补衰减来弥补放大器因
温度变化引起的幅度波动。选取合适且相位稳定的元器件和传输线，延时网络选用稳相电缆。
[0054]
9.收发、延时转换时间
[0055]
收发通道的选择是和延时网络都是通过转换开关来实现的，因此转换时间取决于开关时间，我们选择高速的gaas fet开关芯片(自带驱动器)，其开关时间最大25ns，满足指标要求。
[0056]
10.各态幅度、相位误差
[0057]
我们在不延时支路预留衰减位置，以确保各态幅度一致性。严格的装配工艺，准确的延时电缆长度辅以调试来满足指标要求。
[0058]
11.收发隔离度、通道隔离度
[0059]
收发通道用两个单刀双掷开关对连而成，所选的高速单只开关隔离度约55db，因此两只级联后完全满足指标要求的30db。四个收发通道独立通道受屏蔽腔的影响，我们通过隔腔和盖板增加隔离度来满足指标要求
[0060]
12.模块功耗：
[0061]
本实用新型选用低功耗的放大器及开关芯片降低模块的功耗。
[0062]
13.重量：
[0063]
本实用新型模块选用特殊、低密度的铝合金材料，在保证模块强度的前提下，最大限度地做减重处理。
[0064]
14.电磁兼容：
[0065]
本实用新型在模块内部集成小型化的电磁兼容滤波器，能够有效地对电源带来的共模与差模信号抑制掉。
[0066]
模块受到体积、外形的限制，内部电路排布十分紧密，部分电路间仅适用不到1mm的筋隔断，可能造成性能恶化。为了确保延时网络电缆的可调试更换性，我们采取了延时电缆的独立安装焊接工艺，保证延时网络的可持续调试。
[0067]
本实用新型上大量采用裸芯片提高系统集成度与可靠性充分利用空间体积，在结构上采用正反两面分腔将射频与低频部分分开进行处理，有利于紧凑设计，提高产品的可靠性；同时将各个功能部分进行单元划分，减少相互之间的电磁干扰，提高电磁兼容特性进一步提升系统的稳定性。功分器每个端口到公共端的物理路径保持一致，链路中相同型号的元器件保持批次相同，并在采购时对相同型号的元器件提出相位一致性要求；链路中预留调试位置，以便在后期测试中若有增益、相位一致性满足要求进行调试，本实用新型通过使用gaas fet开关芯片加延时线，延时线长度可调，提高移相精度。宽带的开关芯片保证了带内相位非线性，gaas fet开关芯片(自带驱动)的高速保证了延时转换时间。以及开关芯片的高隔离度，从而确保收发通道的隔离，本实用新型选用性能优秀的低噪声高压缩点放大电路，从而保证了噪声系数和输入1db压缩点。整体结构在保证接收增益和发射输出功率的前提下尽量减少放大器减少功耗。在链路中加入了幅度均衡器和温补衰减器从而保证全温下增益的带内波动。
[0068]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还
会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。