一種適于檢測電離層反射信號檢測的寬帶放大器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種適于檢測電離層反射信號檢測的寬帶放大器，包括：控制器、第一射頻模擬開關、低噪聲增益放大器、幅度檢測電路、固定衰減器、第二射頻模擬開關、可控衰減器，其中短波信號接入第一射頻模擬開關和低噪聲增益放大器，先經所述低噪聲增益放大器通過幅度檢測電路將短波信號幅度輸入至控制器；所述控制器適于根據短波信號幅度強弱，控制第一射頻模擬開關導通，使短波信號由第一射頻模擬開關輸入至第二射頻模擬開關；或控制第一射頻模擬開關關閉，由低噪聲增益放大器經固定衰減器輸入至第二射頻模擬開關，所述第二射頻模擬開關的輸出端連接所述可控衰減器以輸出相應放大信號；所述可控衰減器的控制端與控制器相連。
【專利說明】-種適于檢測電離層反射信號檢測的寬帶放大器
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種寬帶放大器，尤其設及一種適于檢測電離層反射信號的寬帶 放大器。
【背景技術】
[0002] 短波的主要傳播途徑是天波。短波因其發射電波經電離層的多次反射到達接收設 備，因而傳播距離很遠（幾百至上萬公里），且不受地面障礙物阻擋。故短波通信是遠程通 信的主要手段之一。它也是唯一不受網絡樞鈕和中繼體制約的遠程通信手段，當發生戰爭 或災害，通信網絡會受到破壞，衛星也可能受到攻擊。因此，短波通信在軍事、應急通信方面 有著不可替代的地位。
[0003] 電離層的高度和濃度會隨地區、季節、時間、太陽黑子活動等自然因素發生變化， 在天波傳播過程中，路徑衰耗、時間延遲、大氣噪聲、多徑效應、都會造成信號強度的隨機波 動，影響短波通信的效果。為了保證短波通信的正常工作，需要隨時了解電離層的變化情 況。
[0004] 由于電離層反射短波波段信號的強度波動極大，故接收短波信號的檢測放大器需 具有高動態范圍、寬頻帶、低噪聲的特性。高動態范圍的檢測放大器可W更好的適應電離層 衰落因素所造成接收信號幅度的巨大差異，也更如實反映了電離層的隨機變化，寬頻帶檢 測放大器適應短波波段IMHz?30MHz的頻率范圍，且波段內的幅頻特性平坦，低噪聲增強 了檢測放大器接收微弱信號的能力。
[0005] 因此，需要設計一種高動態范圍、低噪聲的寬帶電離層反射信號檢測放大器W適 應經電離層傳播后短波信號的隨機變化，從而及時掌握電離層的變化情況，保證短波通信 的效果。 實用新型內容
[0006] 本實用新型的目的是提供一種適于檢測電離層反射信號檢測的寬帶放大器，該寬 帶放大器具有高動態范圍、低噪聲、頻帶寬的特性，W解決對不同強度的電離層反射短波信 號的實時檢測問題，從而實現對短波波段電離層變化的實時監測。
[0007] 為了上述技術問題，本實用新型提供了一適于檢測電離層反射信號檢測的寬帶放 大器，包括；控制器、第一射頻模擬開關、低噪聲增益放大器、幅度檢測電路、固定衰減器、第 二射頻模擬開關、可控衰減器，其中短波信號接入第一射頻模擬開關和低噪聲增益放大器， 先經所述低噪聲增益放大器通過幅度檢測電路將短波信號幅度輸入至控制器；所述控制器 適于根據短波信號幅度強弱，控制第一射頻模擬開關導通，使短波信號由第一射頻模擬開 關輸入至第二射頻模擬開關；或控制第一射頻模擬開關關閉，由低噪聲增益放大器經固定 衰減器輸入至第二射頻模擬開關，所述第二射頻模擬開關的輸出端連接所述可控衰減器W 輸出相應放大信號；所述可控衰減器的控制端與控制器相連。
[000引可選的，所述低噪聲增益放大器為低噪聲可控增益放大器，其控制端與控制器相 連，輸出端通過寬帶射頻變壓器禪合至所述幅度檢測電路。
[0009] 可選的，所述可控衰減器采用數字衰減器。
[0010] 本實用新型的有益效果；（1)本實用新型通過控制器、第一射頻模擬開關、低噪聲 增益放大器、幅度檢測電路、固定衰減器、第二射頻模擬開關、可控衰減器應用用于電離層 反射信號的檢測，W動態觀測電離層的擾動變化，W實現對短波波段電離層變化的實時監 測；（2)通過控制器控制第一、第二射頻模擬開關根據電離層反射短波信號的強弱進行切 換，當信號達到一定度時通過射頻模擬開關切換并由可控衰減器衰減后輸出，防止放大器 的過載限幅現象的出現，杜絕了過載限幅引起的探測誤差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0012] 圖1示出了本實用新型的檢測電離層反射信號檢測的寬帶放大器的原理框圖；
[0013] 圖2示出了所述寬帶放大器的原理圖。
[0014] 其中，第一射頻模擬開關IC1、第二射頻模擬開關IC2、低噪聲可控增益放大器 IC3、數字衰減器IC4、寬帶射頻變壓器T1。
【具體實施方式】
[0015] 現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。該些附圖均為簡化的示意圖， 僅W示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。
[0016] 圖1示出了本實用新型的檢測電離層反射信號檢測的寬帶放大器的原理框圖。
[0017] 圖2示出了所述寬帶放大器的原理圖。
[001引如圖1和圖2所示，本實用新型的檢測電離層反射信號檢測的寬帶放大器，其特征 在于，包括；控制器、第一射頻模擬開關、低噪聲增益放大器、幅度檢測電路、固定衰減器、第 二射頻模擬開關、可控衰減器，其中短波信號接入第一射頻模擬開關和低噪聲增益放大器， 先經所述低噪聲增益放大器通過幅度檢測電路將短波信號幅度輸入至控制器；所述控制器 適于根據短波信號幅度強弱，控制第一射頻模擬開關導通，使短波信號由第一射頻模擬開 關輸入至第二射頻模擬開關；或控制第一射頻模擬開關關閉，由低噪聲增益放大器經固定 衰減器輸入至第二射頻模擬開關，所述第二射頻模擬開關的輸出端連接所述可控衰減器W 輸出相應放大信號；所述可控衰減器的控制端與控制器相連。
[0019] 所述控制器通過幅度檢測電路檢測放大后的電離層短波反射信號，精確判定短波 信號幅值大小，實時監測電離層傳播特性的隨機起伏變化。其中，控制器根據短波信號幅值 大小產生相應控制信號，即控制可控衰減器、低噪聲可控增益放大器，第一、第二射頻模擬 開關的方法為現有技術。
[0020] 所述控制器可W采用處理器來實現，該處理器還設有RS422接口與上位機進行通 訊。
[0021] 作為本實施的一種優選的實施方式，進一步，為了滿足低噪聲系數設計，所述低噪 聲增益放大器為低噪聲可控增益放大器，其控制端與控制器相連，輸出端通過寬帶射頻變 壓器禪合至所述幅度檢測電路。
[0022] 具體的技術方案包括：噪聲系數是系統輸入端信噪比與輸出端信噪比的比值，是 用來衡量系統固有噪聲的指標，單位通常是地：
[002引 NF(、dB) = \i)\og^^
[0024] 在一個系統中，通常包含多個信號處理單元，每個電路模塊都不可避免地存在一 定的固有噪聲，每經過一個模塊后都會使輸出信噪比變差。系統總噪聲系數就是各個模塊 級聯后的噪聲系數，如圖2所示。級聯后總的噪聲系數為： f -1 ―]
[0025] 護=巧+-^+ .' +... kTvJjjjvJT
[0026] 可見，前級的噪聲系數對整個系統的影響最大，因此在設計時，第一級放大器（包 括其前級電路）必須采用低噪聲設計。可W采用MINI-Circuits公司的GALI-74+，該放大器 具有25地的固定增益，同時具有較低的2. 7地噪聲系數，適合做高頻放大器，但其較大帶寬 也會使進入信道內的噪聲增加，同時增益固定不可控，為方便控制增益，可選用低噪聲的可 控增益放大器設計，如ADI公司的AD8331，該巧片帶寬剛好包括短波波段，噪聲系數2. 5地， 本技術方案滿足了系統低噪聲系數指標要求，同時也完全達到了短波波段IMHz?30MHz的 頻率覆蓋要求。
[0027] 所述幅度檢測電路設置為具有92地寬動態范圍的電平檢測特性，能檢測滿足最 低信噪比指標要求經低噪聲可控增益放大器放大后的電離層反射信號，擴展了電離層反射 信號電平的探測范圍。
[002引進一步，為了實現寬動態范圍設計，即所述可控衰減器采用數字衰減器。
[0029] 具體的技術方案包括：動態范圍是衡量系統處理不同功率水平的信號的能力。對 于小信號的處理能力主要取決于放大器的噪聲系數，而在噪聲系數接近的情況下，要實現 寬動態范圍，最直接的措施就是選用高線性度、高1地壓縮點的放大器，如GALI-74+，其輸 出1地壓縮點為19地m，等效到輸入端1地壓縮點只有-6地m。但如果要求達到更高的動態 范圍，則最好結合可控增益放大器與可控衰減器相結合，并通過射頻模擬開關分段處理，選 用1地壓縮點較高的數控衰減器，如Hittite公司的數控衰減器歷C307其輸入1地壓縮點 大于24地m。
[0030] 本實用新型的工作原理是；當電離層反射衰減較大時，輸入檢測到的短波信號微 弱，經第一射頻模擬開關將輸入短波信號切換，其依次經過低噪聲增益放大器、固定衰減 器、可控衰減器對該電離層反射弱信號的可控放大并輸出；即當電離層反射狀態良好時，短 波輸入信號功率大，此時經第一、第二射頻模擬開關切換信號至可控衰減器實現大信號可 控衰減。該技術措施有效防止了放大器的過載限幅現象的出現，杜絕了過載限幅引起的探 測誤差，也擴展了電離層反射信號電平的探測范圍。
[0031] W上述依據本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人 員完全可W在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內，進行多樣的變更W及修改。本項實 用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術 性范圍。
【權利要求】
1. 一種適于檢測電離層反射信號檢測的寬帶放大器，其特征在于，包括：控制器、第一 射頻模擬開關、低噪聲增益放大器、幅度檢測電路、固定衰減器、第二射頻模擬開關、可控衰 減器，其中 短波信號接入第一射頻模擬開關和低噪聲增益放大器，先經所述低噪聲增益放大器通 過幅度檢測電路將短波信號幅度輸入至控制器； 所述控制器適于根據短波信號幅度強弱，控制第一射頻模擬開關導通，使短波信號由 第一射頻模擬開關輸入至第二射頻模擬開關；或 控制第一射頻模擬開關關閉，由低噪聲增益放大器經固定衰減器輸入至第二射頻模擬 開關，所述第二射頻模擬開關的輸出端連接所述可控衰減器以輸出相應放大信號； 所述可控衰減器的控制端與控制器相連。
2. 根據權利要求1所述的寬帶放大器，其特征在于，所述低噪聲增益放大器為低噪聲 可控增益放大器，其控制端與控制器相連，輸出端通過寬帶射頻變壓器耦合至所述幅度檢 測電路。
3. 根據權利要求2所述的寬帶放大器，其特征在于，所述可控衰減器采用數字衰減器。
【文檔編號】H03G3/20GK204244189SQ201420803934
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月17日 優先權日:2014年12月17日
【發明者】梅冬, 朱立, 王勇, 陳永泰, 孫長景 申請人:常州國光數據通信有限公司