本发明专利技术涉及一种采用热电制冷的射频低温低噪声放大器系统，属于微波通讯技术领域，该系统主要包括:密封隔热腔体、设置于腔体内的热电制冷组件、射频低温低噪声放大器、温度传感器、散热组件、热传导组件和电控组件；射频低温低噪声放大器、热电制冷组件、散热组件依次通过热传导组件相连；电控组件分别与热电制冷组件、散热组件以及射频低温低噪声放大器相连，温度传感器位于散热组件靠近热电制冷组件的一侧，并与电控组件相连，该射频低温低噪声放大器两端的射频输入接口、射频输出接口固定在所述密封隔热腔体两端壁上。本系统保证了低温低噪声射频放大器在低温工作时的防振、防水和隔热，同时能够提高射频接收系统的灵敏度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波通讯设备
，特别涉及热电制冷在降低接收机中低噪声放大器的结构设计。
技术介绍
无线射频通讯模块主要是由射频发射模块和接收模块组成，接收模块主要是针对空间中众多的无线信号选出有用的信号并放大，供后端的射频链路进行信号处理。由于传输路径上的干扰和损耗以及多径效应，天线接收到的信号是微弱多变的，因此对接收机的灵敏度要求很高，而低噪声放大器位于射频接收系统的前端，其主要功能是将来自天线的微弱信号进行放大，由噪声级联公式可知，前级放大器的噪声系数对整个微波系统的噪声影响最大，它的噪声水平直接影响了整个接收机的灵敏度，因此在其它指标如功率增益，动态范围等满足的情况下，具有低噪声指标的放大器是射频电路设计中最具有挑战性的工作。 普通的低噪声放大器受半导体器件水平的限制，目前比较成熟的低噪声放大器的商业产品在各个频段的噪声水平大致为L波段为O. 5dB，S波段O. 8dB，C波段I. OdB左右，在一些需要低噪声来提高接收机灵敏度的应用中，一般采取的方法是液氮制冷或者是制冷机制冷来使低噪声放大器在低温下运行，有效地降低热噪声和闪烁噪声，从而得到较低的系统噪声。液氮制冷或者是制冷机制冷由于制冷方式原因需要为射频低温低噪声放大器建立一个真空结构来减小放大器与外界的热交换，真空腔结构如图I所示，在真空腔体i-ι中有气密性同轴接头1-2和1-3用于射频信号的引入与引出，真空腔内用导热性差的半钢同轴电缆1-4连接气密封同轴接头与低温低噪声放大器，低温低噪声放大器位于制冷机的冷头1-5上；真空腔外连接压缩机以及配套的散热装置和与散热装置相边的控制电路。当系统工作在低温下，低温低噪声放大器的噪声降低，但由于输入端的同轴接头和半钢同轴电缆的插入损耗较大，从系统级来看，虽然放大器的噪声得到了降低，但是由于同轴接头和半钢同轴电缆的插入损耗与放大器本身的噪声水平是同一量级甚至要大于放大器本身的噪声，因此得到的系统噪声并没有显著降低，而且由于必须配有一定结构的真空腔体以及制冷机的压缩机以及配套的散热结构体积较大的问题，这样的低温系统相对来说重量和体积都不是很理想，对应用造成了一定的困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提出了一种热电制冷的低温低噪声射频放大器系统。本系统保证了低温低噪声射频放大器在低温工作时的防振、防水和隔热，同时保证了射频信号传输，能够提高射频接收系统的灵敏度。本专利技术提出的一种热电制冷射频低温低噪声放大器系统，其特征在于，该系统主要包括密封隔热腔体、设置于该腔体内的热电制冷组件、射频低温低噪声放大器、温度传感器、散热组件、热传导组件和电控组件；所述射频低温低噪声放大器、热电制冷组件、散热组件依次通过热传导组件相连；电控组件分别与热电制冷组件、散热组件以及射频低温低噪声放大器相连，温度传感器位于散热组件靠近热电制冷组件的一侧，并通过导线与电控组件相连，实现温度的监控，使得系统工作在常温状态；该射频低温低噪声放大器两端的射频输入接口、射频输出接口固定在所述密封隔热腔体两端壁上。本专利技术的特点及有益效果本专利技术热电制冷的射频低温低噪声放大器系统采用热电制冷器件使射频低温低噪声放大器的工作温度降低，得到低噪声，并通过结构设计省去了输入端的气密封接头和半钢电缆，这样相比以往的低温设备避免了输入端接头和线缆的插入损耗，从而能够得到较低的系统噪声。热电制冷的射频低温低噪声放大器系统设备结构简单，体积小巧，成本低，便于灵活应用。通过采用热电制冷并采取相应的隔热措施使得射频低温低噪声放大器的工作温度在200K-250K之间，有效地降低了放大器的热噪声，另外由于在射频输入端减少使用射频线缆和接头等使得放大器前输入端无源器件总的插入损耗也相应降低，使得采用热电制 冷的射频低温低噪声放大器系统的噪声指标较常规放大器要低O. 3dB-0. 5dB，能够达到在很小的体积下使射频放大器的噪声指标处于国际领先水平，将此系统应用在射频接收机中作为前置低噪声放大器可降低接收机的整体噪声指标，提高接收机的灵敏度。附图说明图I为已有的采用压缩机制冷真空封装的低温低噪声放大器系统的结构示意图。图2为本专利技术热电制冷的射频低温低噪声放大器系统的示意图。图3是本专利技术SMA接口的热电制冷射频低温低噪声放大器系统的实施例结构示意图。图4是本专利技术波导接口的热电制冷射频低温低噪声放大器系统的实施例结构示意图。图5是本专利技术的热电制冷的射频低温低噪声放大器系统噪声测试曲线图。具体实施例方式本专利技术提出了一种热电制冷的射频低温低噪声放大器系统，结合附图及实施例对本专利技术进行详细的解释说明。本专利技术提出的热电制冷射频低温低噪声放大器系统如图2所示，其主要包括密封隔热腔体2-1，设置于该腔体内的热电制冷组件2-5、射频低温低噪声放大器、温度传感器2-7、散热组件2-8、热传导组件2-4和电控组件2-6 ;所述射频低温低噪声放大器、热电制冷组件2-5、散热组件2-8依次通过热传导组件相连；电控组件2-6分别与热电制冷组件、散热组件以及射频低温低噪声放大器相连，为它们供电，温度传感器2-7位于散热组件2-8靠近热电制冷组件2-5的一侧并通过导线与电控组件相连，实现温度的监控，当系统处于散热不利的情况下，温度传感器探测到散热组件温度升高可结合电控组件将热电制冷组件的电源关闭并保持射频低温低噪声放大器和散热组件的供电，使得系统工作在常温状态，保证射频接收机的稳定运行。本热电制冷射频低温低噪声放大器系统的射频输入接口2-2、射频输出接口 2-3固定在所述密封隔热腔体两端壁上。为了减小输入端无源器件的插入损耗降低整个系统的噪声，该射频低温低噪声放大器的射频输入接口直接采用本射频低温低噪声放大器系统的射频输入接口 ；该射频低温低噪声放大器的输出接口通过射频同轴线缆与射频低温低噪声放大器系统的射频输出接口相连。本专利技术热电制冷的低温低噪声射频放大器系统，在结构紧凑的情况下实现了较低的噪声，主要应用于射频信号接收机中，提高系统的灵敏度。本专利技术的一种热电制冷的低温低噪声射频接收系统的各部件的具体实施方式及功能详细说明如下本专利技术的一种热电制冷的低温低噪声射频接收系统的实施例结构如图3所示，两块散热组件3-3由四根金属立柱3-10相连并固定，在散热组件外围四个面放置面板组成了一个中空的密封隔热腔体3-14，散热组件一般是采用鳍状金属散热片加风扇散热或是在铝板内挖出水循环通道采用液体循环散热的液冷散热器。密封隔热腔体内放置射频低温低噪声放大器3-2，本实施例的射频低噪声放大器可选用具有低噪声、和宽的工作温度 范围等特点，射频低温低噪声放大器在350K-200K之间能够保证正常工作且各项参数指标能够保持相对稳定(放大器的制作工艺可参照射频低温低噪声放大器专利，其专利号为200410074736);射频低温低噪声放大器设置有镀金铝材料的外壳，保证导热和电磁屏蔽。在射频低温低噪声放大器的上下分别置有一组热电制冷组件3-4，每组热电制冷组件由并排间隔放置的P型导体颗粒单元和N型半导体颗粒单元组成的单层结构(每一个P型和每一个N型半导体颗粒组成一个单元)，将所有单元串联起来的金属(如铝材料)层，以及在单层结构的上下两侧分别设置的一层导热良好的绝缘体(一般采用导热系数大于20W/m本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热电制冷射频低温低噪声放大器系统，其特征在于，该系统主要包括:密封隔热腔体、设置于该腔体内的热电制冷组件、射频低温低噪声放大器、温度传感器、散热组件、热传导组件和电控组件；所述射频低温低噪声放大器、热电制冷组件、散热组件依次通过热传导组件相连；电控组件分别与热电制冷组件、散热组件以及射频低温低噪声放大器相连，温度传感器位于散热组件靠近热电制冷组件的一侧，并通过导线与电控组件相连，实现温度的监控，使得系统工作在常温状态；该热电制冷射频低温低噪声放大器系统的射频输入接口、射频输出接口固定在所述密封隔热腔体两端壁上；该射频低温低噪声放大器的射频输入接口直接采用本射频低温低噪声放大器系统的射频输入接口；该射频低温低噪声放大器的输出接口通过射频同轴线缆与射频低温低噪声放大器系统的射频输出接口相连。
【技术特征摘要】
1.一种热电制冷射频低温低噪声放大器系统，其特征在于，该系统主要包括密封隔热腔体、设置于该腔体内的热电制冷组件、射频低温低噪声放大器、温度传感器、散热组件、热传导组件和电控组件；所述射频低温低噪声放大器、热电制冷组件、散热组件依次通过热传导组件相连；电控组件分别与热电制冷组件、散热组件以及射频低温低噪声放大器相连，温度传感器位于散热组件靠近热电制冷组件的一侧，并通过导线与电控组件相连，实现温度的监控，使得系统工作在常温状态；该热电制冷射频低温低噪声放大器系统的射频输入接口、射频输出接口固定在所述密封隔热腔体两端壁上；该射频低温低噪声放大器的射频输入接口直接采用本射频低温低噪声放大器系统的射频输入接口 ；该射频低温低噪声放大器的输出接口通过射频同轴线缆与射频低温低噪声放大器系统的射频输出接口相连。2.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述的热电制冷组件为分别置于射频低温低噪声放大器的上下两组热电制冷组件，每组热电制冷组件由并排间隔放置的P型导体颗粒单元和N型半导体颗粒单元组成的单层结构，将所有单元串联起来的金属层，以及在单层结构的上下两侧分别设置的一层导热绝缘体组成。3.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述的每组热电制冷组件由并排间隔放置的P型导体颗粒单元和N型半导体颗粒单元组成的双层或多层结构，将所有单元串联起来的金...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞丰，张国勇，牛生宝，姜立楠，曹必松，马骁，
申请(专利权)人：综艺超导科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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