一种基于功率放大器的监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于功率放大器的监控系统，涉及固态功放链路领域；其包括电调衰减器、功率放大器、耦合组件、检波器和为电路供电的电源，还包括处理器、调理电路和功放时序电路，检波包括输入检波器和耦合检波器，输入检波器连接处理器，输入检波器、电调衰减器、功率放大器和耦合组件依次连接，耦合检波器一端连接耦合组件，其另一端连接调理电路后连接处理器，处理器连接功放时序电路后连接功率放大器。本实用新型专利技术以处理器为核心配合检波器、电调衰减器、时序电路，根据需求设置过激励保护门限以及输出功率值，基于ALC算法，实现了自动环路增益控制，解决了现有功率放大器不能实时更改保护门限和输出功率值的问题。

A monitoring system based on power amplifier

【技术实现步骤摘要】
一种基于功率放大器的监控系统
本技术涉及固态功放链路领域，尤其是一种基于功率放大器的监控系统。
技术介绍
固态功放链路由对信号源放大的小信号放大器、驱动级放大链路、功分器、末级大功率放大链路、合成器等微波射频组建构成。放大链路增益会随温度变化，前级小信号放大器等器件有一定的输入功率范围，当输入功率过大时会进入过饱和状态，称为输入过激励，在降低器件寿命的同时会影响稳定性。当功率放大器进入饱和工作状态，传输信号产生非线性失真，降低传输信号性能。目前防止功率放大器进入过激励状态的常用方法有两种，一种是通过设计合适的放大器链路，将过驱动功率分担到多个放大器中；但是这种链路设计比较复杂，特别是工作条件发生变化时，放大器链路的设计会变得更加困难；另一种方法是在微波频段使用限幅器，限幅器会增加微波电路设计的复杂度，并且其特性也会随工作条件发生变化，对放大器电路产生不利影响。因此，这两种方法都不能完全实现对放大器的过驱动保护。现有技术中专利号：CN02216507.X、专利名称：可自动增益控制的线性功率放大器的专利公开了一种可自动增益控制的线性功率放大器，其包括电调衰减器、功率放大器，还包括输入端分别连接在电调衰减器输入端、功率放大器输出端而输出端分别连接输入、输出功率检测器和的输入及输出耦合器和，在所述输出功率检测器、输入功率检测器的输出端口分别连接到减法器的两个输入端，减法器的输出端通过带电位器的积分器将调节信号送到电调衰减器。这种线性功率放大器适合于大批量生产、易于调试、增益控制精度高。上述功率放大器不能实时更改保护门限和输出功率值，同时功率放大器增益和输出功率受温度影响大，无法适应外场环境。因此，需要一种基于功率放大器的监控系统能克服以上问题。
技术实现思路
本技术的目的在于：本技术提供了一种基于功率放大器的监控系统，解决了现有功率放大器不能实时更改保护门限和输出功率值的问题。本技术采用的技术方案如下：一种基于功率放大器的监控系统，包括电调衰减器、功率放大器、耦合组件、检波器和为电路供电的电源，还包括处理器、调理电路和功放时序电路，所述检波包括输入检波器和耦合检波器，所述输入检波器连接处理器，所述输入检波器、电调衰减器、功率放大器和耦合组件依次连接，所述耦合检波器一端连接耦合组件，其另一端连接调理电路后连接处理器，所述处理器连接功放时序电路后连接功率放大器。优选地，所述调理电路包括调理供电电路、衰减调理电路和检波调理电路，所述调理供电电路输入端连接电源，其输出端分别连接衰减调理电路和检波调理电路的电源端。优选地，所述衰减调理电路输入端连接处理器的DACOUT端，其输出端连接电调衰减器，所述衰减调理电路包括运放U4A、U3B，其具体电路连接如下：运放U4A的正相输入端连接DACOUT端，其反相输入端连接电阻R9接地，其反相输入端还连接电阻R10后分别连接运放U4A的输出端和电调衰减器V0端，其输出端连接电阻R7后连接运放U3B的反相输入端，运放U3B的反相输入端还连接电阻R8后连接运放U3B的输出端，运放U3B的正相输入端接地，其输出端连接电调衰减器V1端。优选地，所述检波调理电路输入端均连接具有正向功率和反向功率的耦合检波器，其输出端连接处理器的ADCIN端。优选地，所述检波器采用具有温度补偿特性的宽带定向检波器芯片。优选地，所述功放时序电路与功率放大器的电路连接如下：所述功放时序电路的负电输出端连接功率放大器的栅极，所述功放时序电路的正电输出端连接功率放大器的漏极。优选地，所述功放时序电路的电路连接如下：功放时序电路Vref端连接运放U1的正相输入端后连接三极管Q1的基极，运放U1的反相输入端连接电阻R1后连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极连接运放U1的负电源端；电阻R1还连接电阻R2后接地，电阻R1还连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极还连接二极管D1阴极，二极管D1阳极连接电容C1后接地，二极管D1阳极还连接功率放大器的栅极；功放时序电路V-端连接MOS管Q2的栅极，MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的漏极连接串联连接的电阻R5和二极管D2后连接电容C5后接地，电阻R5连接二极管D2阴极，二极管D2阳极分别连接电容C5和功率放大器的漏极；MOS管Q2的漏极还连接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极接地，三极管Q3的发射极分别连接三极管Q4的基极和24Vin，三极管Q4的集电极连接电阻R11后连接三极管Q3的集电极，三极管Q4的集电极还连接电阻R12后连接24Vin，三极管Q4的集电极还连接MOS管Q5的栅极，MOS管Q5的源极连接功率放大器的漏极，MOS管Q5的漏极连接24Vin。优选地，所述功率放大器采用GaNHEMT晶体管。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1.本技术以处理器为核心配合功率检波器以及电调衰减器实现了自动环路增益控制，相比于纯模拟电路搭建的ALC环路控制系统不可实时更改保护门限以及输出功率值的缺陷，本申请可根据需求设置过激励保护门限以及输出功率值，基于自动电平控制ALC算法，根据输出信号功率自动调整可变衰减器衰减量，防止小信号放大器中的功率管进入过驱动状态，并且稳定小信号放大器输出功率，保证传输到后级功率放大器的信号功率恒定并确保传输信号的性能，放大器工作频率为6GHz～18GHz，室温条件下，当输入信号功率在-20dBm～0dBm之间变化时，在本申请电路的控制下放大器输出功率稳定在30dBm～56dBm；2.本技术功率检波具备温度补偿特性，温度变化对检波电压的影响很小，配合ALC功能很好的解决了传统功率放大器增益以及输出功率随温度变化的缺陷，可以很好的适应外场应用环境；3.本技术供电时序电路保证了GAN功率放大器的上断电时序，避免误加电损坏放大器。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本技术的电路连接框图；图2是本技术的检波器芯片的示意图；图3是本技术的不同温度下输入功率和差分检波电压Vdet-Vref的特性曲线图；图4是本技术的不同频率下输入功率和差分检波电压Vdet-Vref的特性曲线图；图5是本技术的检波调理电路的电路图；图6是本技术的电调衰减器的示意图；图7是本技术的电调衰减器调理电路的电路图；图8是本技术的电调衰减器的常温衰减态VS频率的特性曲线图；图9是本技术的V1与DAOUT的特性曲线图；图10是本技术的ALC算法流程图；图11是本技术的功率放大器和功放时序电路的连接示意图；图12是本技术的功放时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于功率放大器的监控系统，包括电调衰减器、功率放大器、耦合组件、检波器和为电路供电的电源，其特征在于：还包括处理器、调理电路和功放时序电路，所述检波包括输入检波器和耦合检波器，所述输入检波器连接处理器，所述输入检波器、电调衰减器、功率放大器和耦合组件依次连接，所述耦合检波器一端连接耦合组件，其另一端连接调理电路后连接处理器，所述处理器连接功放时序电路后连接功率放大器。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于功率放大器的监控系统，包括电调衰减器、功率放大器、耦合组件、检波器和为电路供电的电源，其特征在于：还包括处理器、调理电路和功放时序电路，所述检波包括输入检波器和耦合检波器，所述输入检波器连接处理器，所述输入检波器、电调衰减器、功率放大器和耦合组件依次连接，所述耦合检波器一端连接耦合组件，其另一端连接调理电路后连接处理器，所述处理器连接功放时序电路后连接功率放大器。


2.根据权利要求1所述的一种基于功率放大器的监控系统，其特征在于：所述调理电路包括调理供电电路、衰减调理电路和检波调理电路，所述调理供电电路输入端连接电源，其输出端分别连接衰减调理电路和检波调理电路的电源端。


3.根据权利要求2所述的一种基于功率放大器的监控系统，其特征在于：所述衰减调理电路输入端连接处理器的DACOUT端，其输出端连接电调衰减器，所述衰减调理电路包括运放U4A、U3B，其具体电路连接如下：
运放U4A的正相输入端连接DACOUT端，其反相输入端连接电阻R9接地，其反相输入端还连接电阻R10后分别连接运放U4A的输出端和电调衰减器V0端，其输出端连接电阻R7后连接运放U3B的反相输入端，运放U3B的反相输入端还连接电阻R8后连接运放U3B的输出端，运放U3B的正相输入端接地，其输出端连接电调衰减器V1端。


4.根据权利要求2所述的一种基于功率放大器的监控系统，其特征在于：所述检波调理电路输入端均连接具有正向功率和反向功率的耦合检波器，其输出端连接处理器的ADCIN端。


5.根据权利要求1所述的一种基于功率放大器的监控系统，其特征在于：所述检波器采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，
申请(专利权)人：四川中久防务科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51