一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度tr組件的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件,包括環行器、開關限幅器、低噪聲放大器、第一濾波器、第一功率放大器、衰減器、收發轉換開關、第三功率放大器、第二濾波器、限幅器、第二功率放大器。本發明采用多重放大和多重濾波，保證信號的信噪比的同時也保證信號的增益，為后續的信號分析或者信號的發送提供一定的功率，同時限制每個放大器的噪聲系數和增益，防止引入新的噪聲，同時將原本只需一級放大的增益拆分成兩級，保證放大增益的同時保證噪聲系數，保證信號的純凈度。
【專利說明】—種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，屬于信號處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]T/R是Transmitter and Receiver的縮寫。T/R組件通常意義下是指一個無線收發系統中視頻與天線之間的部分，即T/R組件一端接天線，一端接中視頻處理單元就構成一個無線收發系統。
[0003]現代有源相控陣雷達技術中，T/R組件是十分關鍵的部件，其設計的好壞在很大程度上決定了整個雷達的可靠性和成本。在T/R組件接收通道的設計中，出于對系統噪聲系數的考慮，需要在前端安置微波低噪聲放大器來提高接收的靈敏度。在以往低噪聲放大器的設計中，輸入輸出匹配網絡一般都不考慮帶外抑制的要求，主要考慮的是實現最佳噪聲和輸出功率匹配。
[0004]T/R組件主要由移相器、衰減器、固態功放、限幅器與低噪聲放大器、環行器、濾波器、邏輯驅動電路、功放電源等復雜電路系統組成。技術上覆蓋微波電路，數字控制電路等方面。在大型有源相控陣雷達中，T/R組件的數量成千上萬，它的性能直接影響雷達天線的性能指標。因此，按照雷達總體的要求，研制出性能、體積、重量、可靠性等符合指標要求的T/R組件尤為關鍵。T/R組件在批量生成時，數量大、測試指標多、待處理數據量大、組件控制信號繁雜。
[0005]有源相控陣雷達近年來得到了飛速的發展，對其核心部件T/R組件提出了更高的要求，對功率、效率、噪聲等關鍵指標要求不斷提升。
[0006]專利號為201310584706.2，專利名稱為一種S波段小型化數字T/R組件設計方法，該專利針對現有技術中問題提出了解決的問題，但是該專利并沒有就如何降低噪聲和功率提出有效的解決問題的技術手段。
[0007]專利號為201410319094.9，專利名稱為雙極化多功能超寬帶T/R組件，該專利指出了現有技術的問題提出了超寬帶的技術方案，但是該方案在實施的時候存在一定的問題，超寬的帶寬必然引來噪聲系數的升高，引入較多的噪聲，影響信號的精確度。
[0008]同時，現有技術中常用的T/R組件中噪聲系數仍然無法得到有效的降低，同時功率也不能過高，這些問題都需要進一步改進，尤其是低噪聲放大器是對電路功率影響較大的電路模塊之一，如何化簡這一部分的電路結構是亟需解決的一個問題。
【發明內容】
[0009]本發明所要解決的技術問題是:針對現有技術的缺陷，提供一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，該組件采用多重放大和多重濾波，同時限制每個放大器的噪聲系數和增益，防止引入新的噪聲，同時將原本只需一級放大的增益拆分成兩級，保證放大增益的同時保證噪聲系數。
[0010]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，包括環行器、開關限幅器、低噪聲放大器、第一濾波器、第一功率放大器、衰減器、收發轉換開關、第三功率放大器、第二濾波器、限幅器、第二功率放大器；
所述環形器分別與開關限幅器、第二功率放大器相連；
所述開關限幅器、低噪聲放大器、第一濾波器、第一功率放大器、衰減器、收發轉換開關依次相連；
所述收發轉換開關、第三功率放大器、第二濾波器、限幅器、第二功率放大器依次相連；
接收信號經過環形器進入開關限幅器，開關限幅器限制接收信號的幅度，進入低噪聲放大器，低噪聲放大器對信號進行功率放大后經過第一濾波器濾出雜波，濾除雜波后的信號進入第一功率放大器進行功率放大后再進入衰減器進行幅度衰減后送入收發轉換開關;
發射信號經過收發轉換開關后進入第三功率放大器進行功率放大，然后經過第二濾波器進行濾波，然后經過限幅器進行限幅控制，再經過第二功率放大器進行功率放大，最后進入環形器輸出。
[0011]所述低噪聲放大器的具體電路結構包括第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第一三極管、第二三極管，其中:
所述第一電容分別連接第一三極管的基極、第四電阻的一端；所述第一三極管的集電極連接第二電阻的一端；所述第二電阻的另一端分別連接第二電容的一端、第一電阻的一端；所述第二電容的另一端接地；所述第一電阻的另一端分別連接第六電阻的一端、第四電容的一端；所述第四電容的另一端接地；所述第六電阻的另一端分別連接第五電阻的一端、第七電阻的一端；所述第五電阻的另一端分別連接第一三極管的發射極、第三電容的一端、第三電阻的一端；所述第三電阻的另一端接地；所述第三電容的另一端連接第二三極管的基極；所述第二三極管的發射極分別連接第八電阻的一端、第五電容的一端；所述第五電容的另一端接地；所述第八電阻的另一端分別連接第四電阻的另一端、第九電阻的一端；所述第九電阻的另一端接地。
[0012]作為本發明的進一步優化方案，所述環形器的型號為HXJ33-20DB。
[0013]作為本發明的進一步優化方案，所述開關限幅器的型號為YGN11131-1。
[0014]作為本發明的進一步優化方案，所述第一濾波器為聲表濾波器，所述聲表濾波器的型號為F11315M。
[0015]作為本發明的進一步優化方案，所述第二濾波器采用的LC濾波器。
[0016]作為本發明的進一步優化方案，所述低噪聲放大器的增益為15dB，噪聲系數為
0.2dB。
[0017]作為本發明的進一步優化方案，所述第一功率放大器的增益為20dB，噪聲系數為
1.5dB。
[0018]作為本發明的進一步優化方案，所述第二功率放大器的增益為15dB，噪聲系數為ldB。
[0019]作為本發明的進一步優化方案，所述第三功率放大器的增益為15dB，噪聲系數為1.2dB。
[0020]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:本發明該組件采用多重放大和多重濾波，保證信號的信噪比的同時也保證信號的增益，為后續的信號分析或者信號的發送提供一定的功率，同時限制每個放大器的噪聲系數和增益，防止引入新的噪聲，同時將原本只需一級放大的增益拆分成兩級，保證放大增益的同時保證噪聲系數，保證信號的純凈度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021 ] 圖1是本發明的模塊連接示意圖。
[0022]圖2是本發明中，低噪聲功率放大器的電路圖，
其中:C1、C2、C3、C4、C5、Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、Dl、D2 分別表示第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第一三極管、第二三極管。
【具體實施方式】
[0023]下面詳細描述本發明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
[0024]本【技術領域】技術人員可以理解的是，本發明中涉及到的相關模塊及其實現的功能是在改進后的硬件及其構成的裝置、器件或系統上搭載現有技術中常規的計算機軟件程序或有關協議就可實現，并非是對現有技術中的計算機軟件程序或有關協議進行改進。例如，改進后的計算機硬件系統依然可以通過裝載現有的軟件操作系統來實現該硬件系統的特定功能。因此，可以理解的是，本發明的創新之處在于對現有技術中硬件模塊的改進及其連接組合關系，而非僅僅是對硬件模塊中為實現有關功能而搭載的軟件或協議的改進。
[0025]本【技術領域】技術人員可以理解的是，本發明中提到的相關模塊是用于執行本申請中所述操作、方法、流程中的步驟、措施、方案中的一項或多項的硬件設備。所述硬件設備可以為所需的目的而專門設計和制造，或者也可以采用通用計算機中的已知設備或已知的其他硬件設備。所述通用計算機有存儲在其內的程序選擇性地激活或重構。
[0026]本【技術領域】技術人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數形式。應該進一步理解的是，本發明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關聯的列出項的任一單元和全部組合。
[0027]本【技術領域】技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0028]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
本發明的電路模塊連接示意圖如圖1所示，一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，包括環行器、開關限幅器、低噪聲放大器、第一濾波器、第一功率放大器、衰減器、收發轉換開關、第三功率放大器、第二濾波器、限幅器、第二功率放大器；
所述環形器分別與開關限幅器、第二功率放大器相連；
所述開關限幅器、低噪聲放大器、第一濾波器、第一功率放大器、衰減器、收發轉換開關依次相連構成接收鏈路；
所述收發轉換開關、第三功率放大器、第二濾波器、限幅器、第二功率放大器依次相連構成發射鏈路；
環行器的一端連接天線，天線將接收的收信號經過環形器進入開關限幅器，開關限幅器限制接收信號的幅度，從而保護其后級的電路的安全，信號進入低噪聲放大器，低噪聲放大器對信號進行功率放大后經過第一濾波器濾出雜波，低噪聲放大器的增益為15dB，噪聲系數為0.2dB, T/R組件的接收鏈路將放大功能分為兩部分，低噪聲放大器和第一功率放大器，低噪聲放大器至于第一功率放大器的前端，對信號進行放大的同時盡可能的減少噪聲的引入，從而為接受鏈路的噪聲起到了決定性的作用，第一功率放大器也盡可能選用低噪聲，增益適當的放大器，本實施例中選用第一功率放大器的增益為20dB，噪聲系數為1.5dB，保證足夠增益的同時，噪聲系數盡可能小，保證接受鏈路中信號的純凈，本濾除雜波后的信號進入第一功率放大器進行功率放大后再進入衰減器進行幅度衰減后送入收發轉換開關，衰減器對經過兩級放大后的信號的幅度進行限制，保證功率的同時也要對后級的電路進行保護，不能功率過大，燒毀電路；
發射信號經過收發轉換開關后進入第三功率放大器進行功率放大，第三功率放大器的增益為15dB，噪聲系數為1.2dB，盡量選用增益不能過大也不能過小的放大器，保證信號的增益，還要盡可能減少噪聲的引入，然后經過第二濾波器進行濾波，第二濾波器采用的LC濾波器，LC濾波器具有結構簡單、成本低廉、運行可靠性較高、運行費用較低等優點，然后經過限幅器進行限幅控制，再經過第二功率放大器進行功率放大，第二功率放大器的增益為15dB,噪聲系數為IdB,最后進入環形器輸出。
[0029]所述低噪聲放大器的具體電路結構如圖2所示，包括第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第一三極管、第二三極管，其中:
所述第一電容分別連接第一三極管的基極、第四電阻的一端；所述第一三極管的集電極連接第二電阻的一端；所述第二電阻的另一端分別連接第二電容的一端、第一電阻的一端；所述第二電容的另一端接地；所述第一電阻的另一端分別連接第六電阻的一端、第四電容的一端；所述第四電容的另一端接地；所述第六電阻的另一端分別連接第五電阻的一端、第七電阻的一端；所述第五電阻的另一端分別連接第一三極管的發射極；第三電容的一端、第三電阻的一端；所述第三電阻的另一端接地；所述第三電容的另一端連接第二三極管的基極；所述第二三極管的發射極分別連接第八電阻的一端、第五電容的一端；所述第五電容的另一端接地；所述第八電阻的額另一端分別連接第四電阻的另一端、第九電阻的一端；所述第九電阻的另一端接地。
[0030]本發明將信號的增益放大分多級進行，從而避免以往單級放大器，放大功率過大，噪聲系數較差的問題，將問題分散，通過多級合作進行解決，有效的解決了 T/R組件噪聲過大，功率過大的問題，提高了 T/R組件的信噪比，更加適合現有技術的要求。
[0031]上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質，在本發明的精神和原則之內，對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，其特征在于:包括環行器、開關限幅器、低噪聲放大器、第一濾波器、第一功率放大器、衰減器、收發轉換開關、第三功率放大器、第二濾波器、限幅器、第二功率放大器； 所述環形器分別與開關限幅器、第二功率放大器相連； 所述開關限幅器、低噪聲放大器、第一濾波器、第一功率放大器、衰減器、收發轉換開關依次相連； 所述收發轉換開關、第三功率放大器、第二濾波器、限幅器、第二功率放大器依次相連； 接收信號經過環形器進入開關限幅器，開關限幅器限制接收信號的幅度，進入低噪聲放大器，低噪聲放大器對信號進行功率放大后經過第一濾波器濾出雜波，濾除雜波后的信號進入第一功率放大器進行功率放大后再進入衰減器進行幅度衰減后送入收發轉換開關; 發射信號經過收發轉換開關后進入第三功率放大器進行功率放大，然后經過第二濾波器進行濾波，然后經過限幅器進行限幅控制，再經過第二功率放大器進行功率放大，最后進入環形器輸出； 所述低噪聲放大器的具體電路結構包括第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、第一三極管、第二三極管，其中: 所述第一電容分別連接第一三極管的基極、第四電阻的一端；所述第一三極管的集電極連接第二電阻的一端；所述第二電阻的另一端分別連接第二電容的一端、第一電阻的一端；所述第二電容的另一端接地；所述第一電阻的另一端分別連接第六電阻的一端、第四電容的一端；所述第四電容的另一端接地；所述第六電阻的另一端分別連接第五電阻的一端、第七電阻的一端；所述第五電阻的另一端分別連接第一三極管的發射極、第三電容的一端、第三電阻的一端；所述第三電阻的另一端接地；所述第三電容的另一端連接第二三極管的基極；所述第二三極管的發射極分別連接第八電阻的一端、第五電容的一端；所述第五電容的另一端接地；所述第八電阻的另一端分別連接第四電阻的另一端、第九電阻的一端；所述第九電阻的另一端接地。
2.如權利要求1所述的一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，其特征在于:所述環形器的型號為HXJ33-20DB。
3.如權利要求1所述的一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，其特征在于:所述開關限幅器的型號為YGN11131-1。
4.如權利要求3所述的一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，其特征在于:所述第一濾波器為聲表濾波器，所述聲表濾波器的型號為F11315M。
5.如權利要求1所述的一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，其特征在于:所述第二濾波器采用的LC濾波器。
6.如權利要求1所述的一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，其特征在于:所述低噪聲放大器的增益為15dB，噪聲系數為0.2dB。
7.如權利要求1所述的一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，其特征在于:所述第一功率放大器的增益為20dB,噪聲系數為1.5dB。
8.如權利要求1所述的一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，其特征在于:所述第二功率放大器的增益為15dB,噪聲系數為ldB。
9.如權利要求1所述的一種使用簡易低噪聲放大器電路的高精度TR組件，其特征在于:所述第三功率放大器的增益為15dB，噪聲系數為1.2dB。
【文檔編號】H03F1/26GK104362984SQ201410657228
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】沈智廣 申請人:無錫科思電子科技有限公司