限幅單元電路及安裝裝置、單級限幅電路和限幅器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及微波限幅器技術領域，尤其涉及一種提高微波混合集成PIN限幅器承 受功率的限幅單元電路、單級限幅電路及限幅器。
【背景技術】
[0002] 在無線通信中，發射機發射無線電信號，接收機接收無線電信號。一般地，通信距 離要遠，發射機功率越大越好；而接收機前端則要求靈敏度越高越好，因此接收機前端能夠 承受的功率很小，為了防止可能的大功率信號進入接收機前端燒毀接收機，一般在接收機 前端電路中需要設計限幅器保護小信號接收機電路，特別是在雷達接收機中，雷達發射機 的功率泄漏，大面積反射物的信號反射，對方雷達的近距離大功率照射等等情況，都會在接 收機前端電路造成大功率信號輸入，因此大功率微波限幅器是保護雷達接收機前端必不可 少的器件。
[0003] 可以有效保護雷達接收機的微波限幅器，一般有放電管和PIN限幅器。采用PIN 限幅二極管設計的微波限幅器，通常采用多級PIN限幅二極管并聯電路，參見圖1電路圖。 微波大功率信號在通過限幅器時是逐級衰減的，因此微波限幅器的輸入承受功率主要是第 一級PIN限幅二極管的承受功率特性決定的，一般地，PIN限幅二極管的承受功率越高，那 么二極管的結電容越大，而二極管的結電容增大，直接限制了微波限幅器電路的工作頻率 和工作帶寬。如果第一級限幅電路采用多個PIN限幅二極管并聯的方法來提升限幅器承受 功率的能力，也等同于增加了第一級限幅電路的對地電容，同樣是限制了微波限幅器電路 的工作頻率和工作帶寬。
[0004] 如何在不影響微波限幅器電路的工作頻率和工作帶寬的同時，提升限幅器承受功 率的能力是亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是提供一種提高微波混合集成PIN限幅器承受功率的 單級限幅電路及限幅器，在不影響微波限幅器電路的工作頻率和工作帶寬的同時，提升限 幅器承受功率的能力。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明涉及一種提高微波混合集成PIN限幅器承受功率的 限幅單元電路及安裝裝置，包括至少兩個陰陽極串聯的PIN限幅二極管，其陽極接微波信 號傳輸線，陰極接地，串接在其中陰極不接地的PIN限幅二極管串聯一電容到地，該電容是 安裝對應PIN限幅管芯的絕緣導熱載體等效電容；相互串聯的PIN限幅二極管通過金屬絲 線進行陰陽極的連接，串聯在其中陰極不接地的PIN限幅二極管安裝在絕緣導熱載體上。
[0007] 優選的，絕緣導熱載體為陶瓷、石英、藍寶石中的任一種。由于實際微波混合集成 PIN限幅器電路中，需要解決PIN限幅二極管管芯的裝配工藝和散熱問題，單個或多個并聯 到地的PIN限幅二極管管芯，可以直接裝配到接地的金屬底板上，每個二極管產生的熱量 直接散到金屬底板上，但是對于串聯PIN限幅二極管，串接在中間的二極管管芯需要考慮 裝配載體，這個裝配載體需要具有良好的導熱性，較低的介電常數和較低的介質損耗，通常 陶瓷、石英、藍寶石或類似的絕緣材料是合適的載體材料。
[0008] 本發明同時涉及一種應用上述限幅單元電路的單級限幅電路，包括至少一個限幅 單元電路，所述限幅單元電路相互并聯或級聯。
[0009] 優選的，所述單級限幅電路包括兩個限幅單元電路相互并聯，每個限幅單元電路 包括兩個相互串聯的PIN限幅二極管，串接在其中陰極不接地的PIN限幅二極管串聯一電 容到地。
[0010] 本發明同時提供一種應用上述單級限幅電路的混合集成PIN限幅器，包括多級相 互并聯或級聯的限幅電路，其中第一級限幅電路為所述單級限幅電路。
[0011] 本發明的有益效果為：通過在限幅單元電路中串聯PIN限幅二極管，并將其應用 到單級限幅電路和限幅器中，來提升限幅器承受功率的能力，同時串聯電路降低了對地電 容，因此可以改善微波限幅器電路的工作頻率和工作帶寬。
【附圖說明】
[0012] 圖1為現有技術中微波PIN限幅器電路圖； 圖2為現有技術中PIN限幅二極管組裝示意圖； 圖3為本發明實施例一微波PIN限幅器電路圖； 圖4為本發明PIN限幅二極管組裝示意圖； 圖5為現有技術中微波PIN限幅器電路圖； 圖6為本發明實施例二微波PIN限幅器電路圖。
[0013] 附圖標記說明 A-大功率微波信號輸入端，B-限幅信號輸出端，C-微帶線，1-金屬底板，2-微波電路 板，3-微帶線，4-PIN限幅二極管，5-鍵合金絲，11-金屬底板，12-微波電路板，13-微帶線， 14-PIN限幅二極管，15-鍵合金絲，16-絕緣導熱載體，17-串聯在中間的PIN限幅二極管。
【具體實施方式】
[0014] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。需要說明的是，附圖僅為示例性說明，并未按照嚴格比例繪 制，而且其中可能有為描述便利而進行的局部放大、縮小，對于公知部分結構亦可能有一定 缺省。
[0015] 現有技術中的PIN限幅器為多級PIN限幅二極管級聯電路，如圖1所示，第一級、 第二級、第三級限幅電路分別設置一個限幅PIN二極管。該PIN限幅器的組裝中，如圖2所 示，單個或多個并聯到地的PIN限幅二極管，可以直接裝配到接地的金屬底板上，每個二極 管產生的熱量直接散到金屬底板上。圖6所示的是現有技術中的另一種連接方式，第一級 限幅電路包括兩個并聯的PIN限幅二極管單元電路。
[0016] 本發明設計的限幅單元電路，包括至少兩個陰陽極串聯的PIN限幅二極管，其陽 極接微波信號傳輸線，陰極接地，串接在其中陰極不接地的PIN限幅二極管串聯一電容到 地，該電容是安裝對應PIN限幅管芯的絕緣導熱載體等效電容。本發明設計的單級限幅電 路，包括至少一個限幅單元電路，限幅單元電路相互并聯或級聯。本發明同時提供一種應用 上述單級限幅電路的PIN限幅器，包括多級相互并聯或級聯的限幅電路，其中第一級限幅 電路為上述單級限幅電路。
[0017] 相互串聯的PIN限幅二極管通過金屬絲線進行陰陽極的連接，串聯在其中陰極不 接地的PIN限幅二極管安裝在絕緣導熱載體上。絕緣導熱載體為陶瓷、石英、藍寶石中的任 一種。由于實際微波PIN限幅器電路中，需要解決PIN限幅二極管的裝配工藝和散熱問題， 單個或多個并聯到地的PIN限幅二極管，可以直接裝配到接地的金屬底板上，每個二極管 產生的熱量直接散到金屬底板上，但是對于串聯PIN限幅二極管，串接在中間的二極管需 要考慮裝配載體，這個裝配載體需要具有良好的導熱性，較低的介電常數和較低的介質損 耗，通常陶瓷、石英、藍寶石或類似的絕緣材料是合適的載體材料。
[0018] 本發明限幅器的組裝方式參見圖4,限幅器包括屏蔽盒和設置于屏蔽盒內部的金 屬底板11，金屬底板11接地，且金屬底板11上方設置微波電路板12,微波電路板12上方 設置微帶線13,絕緣導熱載體16底面安裝在金屬地板11上，PIN限幅二極管管芯14陰極 也安裝在金屬底板11上，陽極連接絕緣導熱載體16上。限幅單元中相互串聯的PIN限幅 二極管，其中位于中間的PIN限幅二極管管芯17的陰極安裝于絕緣導熱載體16上，陽極連 接微帶線13上。
[0019] 實施例一 本實施例提供一種單個限幅單元電路構成第一級限幅電路的限幅器，如圖3所示，第 一級限幅電路采用2個限幅PIN二極管串聯，2個串聯PIN限幅二極管可以提升一倍承受功 率能力，同時串聯電路降低了對地電容，相鄰兩級限幅電路之間設置微帶線。
[0020] 本實施例中以現有技術圖1所示的電路圖連接方式和本發明圖3所示的連接方 式進行對比，其中第一級PIN限幅二極管都采用SKYW0RK公司生產的型號CLA4607限幅管 芯。表1是兩種電路實施例的電性能和承受功率能力對比結果，在其它電性能指標一致的 情況，承受功率提高了一倍。
[0021] 表 1 實施例二 如圖6所示，本發明的限幅器第一級限幅電路采用四只CLA4607限幅管芯兩兩串聯后 再并聯到地。與圖5中現有技術電路進行比較，表2是兩種電路實施例的電性能和承受功 率能力對比結果，在其它電性能指標一致的情況，承受功率提高了一倍。
以上是本發明的較佳實施方式，但本發明的保護范圍不限于此。任何熟悉本領域的技 術人員在本發明所揭露的技術范圍內，未經創造性勞動想到的變換或替換，都應涵蓋在本 發明的保護范圍之內。因此本發明的保護范圍應以權利要求所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種提高微波混合集成PIN限幅器承受功率的限幅單元電路及安裝裝置，其特征 在于：所述限幅單元電路包括至少兩個陰陽極串聯的PIN限幅二極管，其陽極接微波信號 傳輸線，陰極接地，每個串接在其中陰極不接地的PIN限幅二極管串聯一電容到地；所述安 裝裝置內部，相互串聯的PIN限幅二極管通過金屬絲線進行陰陽極的連接，串聯在其中陰 極不接地的PIN限幅二極管安裝在絕緣導熱載體上，所述電容是該絕緣導熱載體的等效電 容。2. -種應用權利要求1所述限幅單元電路的單級限幅電路，其特征在于：所述絕緣導 熱載體為陶瓷、石英、藍寶石中的任一種。3. -種應用權利要求1所述限幅單元電路的單級限幅電路，其特征在于：包括至少一 個限幅單元電路，所述限幅單元電路相互并聯或級聯。4. 如權利要求3所述的單級限幅電路，其特征在于：包括兩個限幅單元電路相互并聯， 每個限幅單元電路包括兩個相互串聯的PIN限幅二極管，串接在其中陰極不接地的PIN限 幅二極管串聯一電容到地。5. 種應用權利要求3或4所述的單級限幅電路的PIN限幅器，其特征在于：包括多級 相互并聯或級聯的限幅電路，其中第一級限幅電路為所述單級限幅電路。
【專利摘要】本發明涉及一種提高微波混合集成PIN限幅器承受功率的限幅單元電路、單級限幅電路及限幅器，通過在限幅單元電路中串聯PIN限幅二極管，并將其應用到單級限幅電路和限幅器中，來提升限幅器承受功率的能力，同時串聯電路降低了對地電容，因此可以改善微波限幅器電路的工作頻率和工作帶寬。
【IPC分類】H03K5/08
【公開號】CN105375906
【申請號】CN201510721152
【發明人】李益兵
【申請人】南京恒電電子有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月30日