[实用新型]一种固态功率放大器的过激励保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及固态功率放大器技术领域，具体是一种固态功率放大器的过激励保护电路，在不恶化线性度的前提下，同时解决输入信号过大导致的过激励以及自身温度特性造成的过激励。

背景技术

固态功率放大器的输出功率随着输入功率的增大而逐渐饱和，如果输入功率继续增加（过激励），系统的谐波、三阶交调、噪声系数等线性度指标将很快恶化，同时固态功率器件如砷化镓、氮化镓微波功率管将可能造成烧毁。

固态功率放大器在使用过程中，过激励主要来自两个方面。一是输入端信号过大，如误输入或当功放前端模块有ALC电路时，在环路稳定之前的过冲；二是固态功放自身的温度特性造成，在低温时，放大链路增益大幅增加，此时同样的射频输入功率将造成功率放大器的过激励。

现有解决固态功率放大器过激励主要是在输入端加限幅器。当输入功率大于一定值时，通过限幅器的斩波特性，将使输入功率恒定在某固定值。由于限幅器主要是利用了半导体的非线性特性，将导致发射系统谐波、三阶交调、噪声系数等指标的恶化。且单独的限幅器不能解决功放自身温度特性造成的过激励问题。

CN200810239302.9的专利公开了一种过激励保护电路，由耦合器、功率检测模块、电压比较模块、开关/衰减模块和延时模块组成。耦合器将输入的主信号的一部分进行耦合，得到功率信号传输给功率检测模块；功率检测模块将功率信号的幅度转化为相应的电压提供给电压比较模块；电压比较模块将接收到的电压与设置的门限电压进行比较，以产生控制信号；开关/衰减模块根据控制信号的高低电平控制链路的导通和断开，从而实现对后级设备的保护。延时模块，用于根据耦合器、功率检测模块和电压比较模块的响应时间总和设置延时时间，防止主信号在控制信号之前到达开关/衰减模块。该专利通过开关/衰减模块的断开以及导通来实现过激励保护，当功率检测模块的电压信号中的电压值大于门限电压，则输出低电平控制开关/衰减模块断开链路，通过断开链路的方式来保护后级设备，即过激励时简单断开链路，但这样的过激励保护电路无法应用在射频微波固态功率放大器中，达到微秒级的延时。从该专利的记载来看，该专利延时电路在射频主链路中，主链路为射频微波链路，延时电路实现困难，根据经验，最多只能实现几纳秒的延时，过长的时延无法实现；而其下支路的检波比较电路的延时一般要达到微秒级，因此要实现延时电路延时量长于下支路的检波比较电路来控制开关通断，没有可实现性，因此该专利中的过激励保护电路无法应用在射频微波频段的固态功率放大器中。同时该专利中如果输入过激励信号一直持续，开关不会打开，射频链路将不会工作。

实用新型内容

针对现有技术中的过激励保护电路存在的采用限幅器导致发射系统谐波、三阶交调、噪声系数等指标的恶化以及限幅器不能解决功放自身温度特性造成的过激励的技术问题，本实用新型公开了一种固态功率放大器的过激励保护电路。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型公开了一种固态功率放大器的过激励保护电路，其具体包括自动电平控制环路和开关控制环路，所述开关控制环路用于在自动电平控制环路起控后，再打开射频开关，所述自动电平控制环路包括耦合器、检波放大电路、第一比较器、第一门限电路和压控衰减器，所述压控衰减器的输入端连接主信号的输入，输出端连接耦合器的输入端，耦合器的一部分信号输出给检波放大电路，一部分信号输出给开关控制环路的射频开关；检波放大电路的输出分别连接第一比较器和开关控制环路的延时电路，第一比较器连接第一门限电路，其比较结果作为控制信号输入给压控衰减器。

更进一步地，上述开关控制环路包括耦合器、检波放大电路、延时电路、第二比较器、第二门限电路和射频开关，所述延时电路连接第二比较器，第二比较器连接第二门限电路，第二比较器的比较结果作为控制信号输入给射频开关。

更进一步地，上述过激励保护电路还包括低温过激励保护电路，所述低温过激励保护电路采用温度补偿衰减器实现，所述温度补偿衰减器的输入端连接射频开关，输出端连接射频放大链路。