一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路，本申请文件专门针对成本敏感的客户，在保证成本的前提下，放大产品的功率，使其可以在310MHz～530MHz频段内的射频信号采样功能需求。本技术中的电路设计采用纯微带加阻容感的实现方式，一方面对体积进行了优化，同时实测在工作频段可通过500W连续波射频功率，并且相较于磁芯耦合电路，具有更高的可靠性和更低的发热量。由于本设计在射频信号耦合段加入了均衡器电路，可以使整个工作频段内所采集的信号电平波动在±0.75dB内，大大降低了所采集的模拟信号的运算处理难度。故本技术主要解决了实际项目应用中的电路体积小、波动小、功率容量大、成本低、可靠性高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路
本技术属于采样电路领域，涉及一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路。
技术介绍
射频采样电路一般用于各个射频系统末端，将输出到天线口的射频信号耦合到旁路，传递给检波器输出模拟电压再将电压信号交予ADC芯片进行数模转换后传递给CPU，CPU经过相应算法将得到的数据进行监测和控制射频系统当前的状态。所以射频采样电路对于射频系统来说，是不可或缺的重要部分。目前市面上针对P波段，特别是低于500MHz这部分的射频信号采集电路，即射频耦合器的设计方式大多有两种方案，磁芯组合巴伦的方式和带状线的方式。目前市面上主要能买到的现成耦合器电路基本是带状线的设计方式。其优点是体积较小，带宽很宽，但价格往往较为昂贵，并且功率容量也难以做到很大。而实际应用中，我们并不需要这么宽的带宽应用，所以在进行射频系统设计的时候，需要一种能适应窄带应用的射频采集电路，要求其具有体积小、耦合波动小、功率容量大、成本低、可靠性高等特点。而传统的磁芯组合巴伦的设计，虽然可以得到较好的性能指标，如方向性，耦合波动等。但其体积更大且大功率发热严重，会有一定可靠性风险。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供了一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路，解决了目前传统的P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路缺点，即成本高、电路复杂、可靠性较低、功率容量有局限的问题。本技术采用的技术方案如下：一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路，包括微带耦合电路、电阻衰减电路和均衡器电路，微带耦合电路内设置有端口Term1和端口Term2以及微带耦合器，端口Term1、微带耦合器和端口Term2依次串联，微带耦合器上还与端口Term3和端口Term4连接，其中端口Term3为正向信号耦合端口，端口Term4为反向信号耦合端口，在微带耦合器与端口Term3的电路上设置有电阻衰减电路和均衡器电路，微带耦合器产生的射频信号经过电阻衰减电路进行衰减后，传输进均衡器电路内，由该均衡器电路将原本采集到的耦合端口射频信号电平进行补偿。在传统的射频采样电路中，主要是采用巴伦和磁芯进行组合的设计方式以及带状线设计方式进行设计，这是由于P波段的射频信号较长所导致的。第一种采用磁芯和巴伦设计的射频采样电路其缺点是电路体积大，且磁芯的体积更是会随着功率容量的增大而急剧增大，因为磁芯的磁通量与它的体积成正比，若体积不变，当通过更大的功率时，磁芯容易磁饱和，同时发出大量热量，最终造成系统失效风险。这种方式总结来说，如果需要获得与大功率容量的话，需要增大磁芯的体积，如果不改变体积大小，其磁芯容易磁饱和，散热跟随不上，即会造成失效，采用该方式进行设计，需要较大的空间进行预留，方便增大功率容量。第二种方式是采用带状线设计方式，由于P波段射频信号波长较长所以体积会较大，加上市面上绝大部分供应商为了让产品适应更多应用场景，所设计的带状线耦合器带宽都比较宽，对于我们实际窄带应用来说并不实用。加之由于设计难度加大，其价格往往也是较为高昂，对于部分成本敏感产品，在不需要进行宽带设计时，选择一款昂贵的宽带射频采样电路也是极为浪费的。另外，带状线射频耦合器的功率容量也不大，市面上的产品一般能做到连续波300W左右。采用这部分方式设计，会有使用溢出和成本溢出，在职需要进行窄带应用时，有多余的设计余量，也造成了价格的攀升。本申请文件采用的即是在第二种方式的基础上，专门针对成本敏感的客户，在保证成本的前提下，放大产品的功率，使其可以在310MHz～530MHz频段内的射频信号采样功能需求。本技术中的电路设计采用纯微带加阻容感的实现方式，一方面对体积进行了优化，同时实测在工作频段可通过500W连续波射频功率，并且相较于磁芯耦合电路，具有更高的可靠性和更低的发热量。由于本设计在射频信号耦合段加入了均衡器电路，可以使整个工作频段内所采集的信号电平波动在±0.75dB内，大大降低了所采集的模拟信号的运算处理难度。故本技术主要解决了实际项目应用中的电路体积小、波动小、功率容量大、成本低、可靠性高的问题。进一步地，所述微带耦合器采用纯微带，微带长度为15mm，宽度为4.9mm。所述微带耦合器中的微带齿宽为0.2mm，齿间距为0.2mm，齿数组为14组。外形尺寸和微带齿的宽度、齿间距、齿数等进行限制是为了保证微带面积，微带面积没有限制的扩大，与磁芯和巴伦设计的射频采样电路并无区别，在保证功能的前提下，对微带面积进行限制，并且为了保证微带耦合电路提供良好的方向性，其齿宽、间距和齿数组在该面积下，为最优的选择。进一步地，所述电阻衰减电路包括电阻R4、电阻R5和电阻R6，电阻R4、电阻R5和电阻R6依次串联，电阻R4设置在微带耦合器与端口Term1的干路上，电阻R5、电阻R6一端分别接地。由R4、R5、R6组成的π型电阻衰减电路对输入信号进行衰减减低，便于后续的均衡器电路进行补偿。进一步地，所述均衡器电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电感L1和电容C1，其中电阻R1、电阻R2和电阻R3依次串联，电感L1和电容C1分别与电阻R1并联，其中电阻R1设置在微带耦合器与端口Term1的干路上。所述电阻R1的阻值为91Ω、电感L1的电感值为8.2nH、电容C1的容量为8.2pF、电阻R2阻值为180Ω、电阻R3阻值为180Ω。射频信号经过R4、R5、R6组成的π型电阻衰减电路传输进由R1、L1、C1、R2、R3组成的均衡器电路，由该均衡器电路将原本采集到的耦合端口射频信号电平进行补偿后，输出波动小于±0.75dB的耦合信号。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1.一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路，匹配电路体积较小、成本低、可靠性高、功率容量大且性能指标较好。2.一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路，工作频段可通过500W连续波射频功率，并且相较于磁芯耦合电路，具有更高的可靠性和更低的发热量。附图说明为了更清楚地说明本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，其中：图1是本技术电路图；图2是本技术插入损耗仿真数据图；图3为本技术回波损耗仿真数据图；图4为本技术耦合度仿真数据图；图5为本技术隔离度仿真数据图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术，即所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路，其特征在于：包括微带耦合电路、电阻衰减电路和均衡器电路，微带耦合电路内设置有端口Term1和端口Term2以及微带耦合器，端口Term1、微带耦合器和端口Term2依次串联，微带耦合器上还与端口Term3和端口Term4连接，其中端口Term3为正向信号耦合端口，端口Term4为反向信号耦合端口，在微带耦合器与端口Term3的电路上设置有电阻衰减电路和均衡器电路，微带耦合器产生的射频信号经过电阻衰减电路进行衰减后，传输进均衡器电路内，由该均衡器电路将原本采集到的耦合端口射频信号电平进行补偿。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路，其特征在于：包括微带耦合电路、电阻衰减电路和均衡器电路，微带耦合电路内设置有端口Term1和端口Term2以及微带耦合器，端口Term1、微带耦合器和端口Term2依次串联，微带耦合器上还与端口Term3和端口Term4连接，其中端口Term3为正向信号耦合端口，端口Term4为反向信号耦合端口，在微带耦合器与端口Term3的电路上设置有电阻衰减电路和均衡器电路，微带耦合器产生的射频信号经过电阻衰减电路进行衰减后，传输进均衡器电路内，由该均衡器电路将原本采集到的耦合端口射频信号电平进行补偿。


2.根据权利要求1所述的一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路，其特征在于：所述微带耦合器采用纯微带，微带长度为15mm，宽度为4.9mm。


3.根据权利要求1所述的一种新型P波段低成本大功率微带射频均衡采样电路，其特征在于：所述微带耦合器中的微带齿宽为0.2mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，
申请(专利权)人：成都微泰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51