一种射频宽带高输出大动态快切换功率控制方法及电路技术

本发明专利技术涉及一种射频宽带高输出大动态快切换功率控制方法及电路，将单刀四掷电子开关、固定衰减、小步进衰减器采用串并联结构或并串联方法。采用最少的串联环节，实现超宽带高输出、大动态、连续小步进快切换功率控制，不需要采用校准或输出稳幅控制技术，系统方案简洁，集成度高、设备量小、可靠性高、功耗低、通用性强。性强。性强。

【技术实现步骤摘要】
一种射频宽带高输出大动态快切换功率控制方法及电路


[0001]本专利技术属于雷达、雷达信号或雷达目标模拟信号的功率控制领域，具体涉及一种宽带高输出功率、细步进大功率调整动态以及功率状态快速切换的功率控制方法即电路。

技术介绍

[0002]本专利技术应用于雷达、雷达信号或雷达目标模拟器中，用于模拟雷达发射信号在不同距离下的辐射功率变化，或者在不同作用距离下对应不同反射体的雷达回波信号的功率快速变化及其起伏，也可应用于便携式信号源中实现输出信号的大动态功率范围调整。功率范围调整往往要求动态大于90dB，步进小于1dB，最大输出功率在20dBm左右。同时为了模拟目标快起伏变化需要快速调整衰减动态，输出功率状态切换速度至少达到μs级。
[0003]一般宽带高输出大动态功率控制采用机械式衰减器，输入功率高(可大于1W)，插损小。但是体积大，切换时间一般在ms量级，不能满足
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中提出的对输出功率状态切换速度至少达到μs级的要求。
[0004]为提高衰减切换时间小于1μs必须采用PIN电子衰减器，但是PIN电子衰减器插入损耗大，输入0.1dB压缩点一般在20dBm左右，通过串联实现90dB以上动态时往往输出功率小于10dBm；采用SOI工艺的小步进衰减器可以提高输入功率，但采用传统方案使用3到4级串联(见图1)满足大于90dB以上的输出动态时，总插入损耗依然降低了输出功率值。为了提高输出功率值，在衰减后需要加入放大器补偿插入损耗。对增加的放大器带来的非线性以及温度特性，需要采用软件针对不同环境温度预失真校准补偿，测试量大、一致性不好。为同时满足高输出、大动态和快速切换的要求，需要采用一种优化方案实现高输出大线性动态连续小步进快切换功率控制。

技术实现思路

[0005]要解决的技术问题
[0006]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种基于SOI工艺的小步进数控衰减器和开关大步进衰减切换的串并联或并串联方法，采用最少的串联环节，实现超宽带、高输出、大动态、连续小步进功率控制状态的快速切换，不需要采用校准或输出稳幅控制技术，系统方案简洁，集成度高、设备量小、可靠性高，功耗低、通用性强。
[0007]技术方案
[0008]一种射频宽带高输出大动态快切换功率控制方法，其特征在于将单刀四掷电子开关、固定衰减、小步进衰减器采用串并联结构或并串联方法。
[0009]一种射频宽带高输出大动态快切换功率控制电路，其特征在于包括两个单刀四掷电子开关、4个固定衰减、1个小步进衰减器；射频信号输入到1个单刀四掷电子开关，1个单刀四掷电子开关连接4个固定衰减的输入，4个固定衰减的输出连接另一个单刀四掷电子开关，另一个单刀四掷电子开关的输出连接小步进衰减器，小步进衰减器输出射频信号；两只单刀四掷电子开关和每个通道中串入的固定衰减A1～A4构成并联大步进衰减环节，所用控
制均选用并行控制。
[0010]一种射频宽带高输出大动态快切换功率控制电路，其特征在于包括两个单刀四掷电子开关、4个固定衰减、1个小步进衰减器；射频信号输入到小步进衰减器，小步进衰减器输出连接1个单刀四掷电子开关，1个单刀四掷电子开关连接4个固定衰减的输入，4个固定衰减的输出连接另一个单刀四掷电子开关，另一个单刀四掷电子开关的输出射频信号；两只单刀四掷电子开关和每个通道中串入的固定衰减A1～A4构成并联大步进衰减环节，所用控制均选用并行控制。
[0011]优先地：所述的固定衰减A1～A4可选择0、20、40、80dB或0、30、60、90dB。
[0012]优先地：所述的小步进衰减器至少选择6位、0.5dB步进的SOI工艺的数控衰减器。
[0013]有益效果
[0014]本专利技术提供的一种射频宽带高输出大动态快切换功率控制方法及电路，合理使用各组成元器件自身的优势特性，采用串并联方式实现射频宽带高输出大动态快切换功率控制，在满足射频宽带、大动态连续小步进的基础上，提高了线性动态下的输出功率，满足了不同功率状态的快速切换能力。
[0015]相较于传统技术，提高了线性动态下的输出功率，应用于
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中可以使得模拟目标的作用距离得到较大提升(详见具体实施方案比较)，不需要采用预失真、在线校准或输出稳幅控制等辅助电路或繁杂的工作量即能满足全温范围工作，系统方案简洁，集成度高、设备量小、可靠性高，功耗低、通用性强。
附图说明
[0016]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0017]图1串联结构大动态快切换功率控制方法；
[0018]图2第一种射频宽带高输出大动态快切换功率控制方法；
[0019]图3第二种射频宽带高输出大动态快切换功率控制方法；
[0020]图4本专利技术实施例；
[0021]图5现有技术实施例。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利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专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0023]射频宽带高输出大动态快切换功率控制方法如图2、3所示。本专利技术方案采用串并联结构或并串联方法，可根据具体选用基础元器件确定选用方法。两只单刀四掷电子开关和每个通道中串入的固定衰减A1～A4构成并联大步进衰减环节，A1～A4可选择0、20、40、80dB或0、30、60、90dB；串联的小步进衰减器至少选择6位、0.5dB步进的SOI工艺的数控衰减器；所用控制均选用并行控制。
[0024]a)功率控制动态与小步进
[0025]功率控制动态指0dB哀减控制到最大衰减控制时输出功率的范围。0.5dB步进的小步进衰减器与选择0、20、40、80dB大步进开关衰减组合时，最大功率控制动态可达80+31.5＝111.5dB；与选择0、30、60、90dB大步进开关衰减组合时，最大功率控制动态可达90+31.5＝121.5dB。
[0026]b)不同功率状态的快速切换
[0027]小步进衰减器和单刀四掷开关均选用并行控制码(图2、图3中C1～C7)，选择切换时间小于1μs的小步进衰减器，选择切换时间小于lμs的开关，保证并行控制码同步控制，最终不同衰减态的切换时间小于1μs。
[0028]c)高输出功率
[0029]选择SOI工艺的小步进衰减器，输入0.1dB压缩点大于27dBm；选择高线性PIN单刀四掷开关，输入1dB压缩点大于30dBm。同时，0dB衰减态时串联环节仅含两级单刀四掷开关和一级小步进衰减器，插入损耗达到最小。最终达到高输出功率。
[0030]如图4所示，小步进衰减器采用国产器件XND5730MGI，工作频率为100MHz～30GHz，衰减控制位为6位，衰减步进为0.5dB，最大衰减31.5dB，衰减状态切换速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频宽带高输出大动态快切换功率控制方法，其特征在于将单刀四掷电子开关、固定衰减、小步进衰减器采用串并联结构或并串联方法。2.一种采用权利要求1所述的方法实现的射频宽带高输出大动态快切换功率控制电路，其特征在于包括两个单刀四掷电子开关、4个固定衰减、1个小步进衰减器；射频信号输入到1个单刀四掷电子开关，1个单刀四掷电子开关连接4个固定衰减的输入，4个固定衰减的输出连接另一个单刀四掷电子开关，另一个单刀四掷电子开关的输出连接小步进衰减器，小步进衰减器输出射频信号；两只单刀四掷电子开关和每个通道中串入的固定衰减A1～A4构成并联大步进衰减环节，所用控制均选用并行控制。3.一种采用权利要求1所述的方法实现的射频宽带高输出大动态快切换功率控制电路，其特征在于包括两个单刀四掷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，李国卿，黄根全，周立学，芦嘉，郝金华，谢敏，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：