一種微波功率放大器開路保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及微波射頻設(shè)備開路保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種微波功率放大器開路保護(hù)裝置。針對(duì)現(xiàn)有微波功率放大器開路保護(hù)技術(shù)中存在的裝置體積和重量較大、插損較大、升溫效果明顯和電源電能損耗較大等不足，本實(shí)用新型提供了一種微波功率放大器開路保護(hù)裝置。本實(shí)用新型包括耦合單元、檢波單元、開路信號(hào)產(chǎn)生單元、控制單元和電源。微波功率放大器的射頻輸出信號(hào)依次經(jīng)所述耦合單元、檢波單元、開路信號(hào)產(chǎn)生單元和控制單元至微波功率放大器各級(jí)放大電路的電源端。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，易于實(shí)施，建設(shè)、維護(hù)和能耗成本較低，適用于多種微波射頻設(shè)備的開路保護(hù)，具有廣闊的應(yīng)用和推廣前景。
【專利說(shuō)明】一種微波功率放大器開路保護(hù)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及微波射頻設(shè)備開路保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種微波功率放大器開路保護(hù)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，體積小、重量輕的小型微波功率放大器廣泛應(yīng)用于各種小型通信設(shè)備或便捷式通信設(shè)備中，微波功率放大器是這些設(shè)備中重要的組成部件。在某些情況下，由于某種原因小型通信設(shè)備中的微波功率放大器和天線負(fù)載斷開從而導(dǎo)致微波功率放大器輸出端開路，這樣微波功率放大器輸出功率的大部分將會(huì)反射回來(lái)，而微波功率放大器末級(jí)的功率放大單片無(wú)法承受反射功率，導(dǎo)致放大單片燒毀，致使整個(gè)通信設(shè)備不能繼續(xù)使用。
[0003]一般情況下，為防止微波功率放大器輸出端因開路而燒毀，在設(shè)計(jì)微波功率放大器時(shí)，微波功率放大器的輸出端常常加裝一個(gè)隔離器。當(dāng)微波功率放大器的輸出端開路時(shí)，輸出功率的大部分會(huì)反射到隔離器上并被隔離器的負(fù)載吸收，從而保護(hù)了放大單片不被反射功率燒毀。一般來(lái)說(shuō)，小型通信設(shè)備要求設(shè)計(jì)輕巧并便于攜帶，應(yīng)盡可能的減小其體積和重量。隔離器的體積一般較大，微波功率放大器加裝隔離器勢(shì)必會(huì)造成微波功率放大器體積的增大，無(wú)法滿足小型通信設(shè)備在體積和重量方面的要求。而且隔離器都會(huì)有一定的插損，隔離器加裝在微波功率放大器的輸出端會(huì)造成微波功率放大器的部分輸出功率消耗在隔離器上，使微波功率放大器的工作效率降低。當(dāng)微波功率放大器的輸出端開路時(shí)，隔離器的負(fù)載會(huì)吸收大部分的反射功率，這樣隔離器負(fù)載溫度將升高。小型通信設(shè)備一般沒有空間設(shè)置太多的散熱裝置，溫度升高到一定程度時(shí)也會(huì)使微波功率放大器因溫度過(guò)高而燒毀。當(dāng)微波功率放大器輸出端開路時(shí)，功放一直處于工作狀態(tài)，大部分的功率能量被隔離器吸收，造成了電池的電能浪費(fèi)和壽命縮短。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)現(xiàn)有微波功率放大器開路保護(hù)技術(shù)中存在的裝置體積和重量較大、插損較大、升溫效果明顯和電源電能損耗較大等不足，本實(shí)用新型提供了一種微波功率放大器開路保護(hù)裝置。
[0005]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種微波功率放大器開路保護(hù)裝置，包括耦合單元、檢波單元、開路信號(hào)產(chǎn)生單元、控制單元和電源。微波功率放大器開路時(shí)的反射信號(hào)依次經(jīng)所述耦合單元、檢波單元、開路信號(hào)產(chǎn)生單元和控制單元至微波功率放大器各級(jí)放大電路的電源端。電源分別為檢波單元、開路信號(hào)產(chǎn)生單元和控制單元供電。
[0007]具體的，耦合單元包括耦合器U1、電阻Rl和微帶線W1。檢波單元包括檢波器ICl和檢波器ICl的外圍電路。開路信號(hào)產(chǎn)生單元包括比較器IC2、比較器IC2的外圍電路、D觸發(fā)器IC3和D觸發(fā)器IC3的外圍電路。控制單元包括三極管Tf T2、PM0S場(chǎng)效應(yīng)管T3和電阻R7?R11。
[0008]具體的禹合器Ul的輸入端接微波功率放大器的射頻輸出端,I禹合器Ul的輸出端接微波功率放大器的負(fù)載，電阻Rl接在耦合器Ul的耦合端和地之間，微帶線Wl接在耦合器Ul的隔離端和檢波器ICl的信號(hào)輸入端之間，檢波器ICl的使能端接電源。
[0009]具體的，比較器IC2的同相端接檢波器ICl的信號(hào)輸出端，比較器IC2的反相端通過(guò)比較器IC2的外圍電路設(shè)置門限電壓，比較器IC2的電源端分別接電源和地，比較器IC2的輸出端接所述D觸發(fā)器IC3的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，D觸發(fā)器IC3的信號(hào)輸入端接電源，D觸發(fā)器IC3的使能端接電源。
[0010]具體的，電阻R7接在三極管Tl的基極和D觸發(fā)器IC3的同相輸出端之間，電阻R8接在三極管Tl的集電極和電源之間，三極管Tl的發(fā)射極接地，電阻R9接在三極管Tl的集電極和三極管T2的基極之間，電阻Rll和電阻RlO串聯(lián)后接在三極管T2的集電極和電源之間，三極管T2的發(fā)射極接地，三極管T2的集電極接微波功率放大器使能控制端；PM0S場(chǎng)效應(yīng)管T3的漏極接微波功率放大器各級(jí)放大電路的電源端，PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3的源極接電源，PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3的柵極接電阻Rll和電阻RlO的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)。
[0011]具體的，檢波器ICl的外圍電路包括電阻R2?R3和電容Cl。電阻R2接在檢波器ICl的信號(hào)輸出端和Vm端之間，電阻R3接在檢波器ICl的Vm端和地之間，電容Cl接在檢波器ICl的使能端和地之間。
[0012]具體的，比較器IC2的外圍電路包括電阻R4?R6和電容C2。電阻R4接在比較器IC2的同相端和檢波器ICl的信號(hào)輸出端之間，電阻R6和電阻R5串聯(lián)后接在電源和地之間，比較器IC2的反相端接電阻R6和電阻R5的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)，電容C2接在比較器IC2的使能端和地之間。
[0013]具體的，D觸發(fā)器IC3的外圍電路包括電阻R12和電容C3。電阻R12接在電源和D觸發(fā)器IC3的PRE端，電容C3接在D觸發(fā)器IC3的使能端和地之間。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:1.由耦合單元、檢波單元、開路信號(hào)產(chǎn)生單元、控制單元和電源組成的本實(shí)用新型的技術(shù)方案能夠在微波功率放大器與其負(fù)載開路的情況下使微波功率放大器的射頻放大鏈路斷電，實(shí)現(xiàn)微波功率放大器開路保護(hù)功能。2.本實(shí)用新型體積小、重量輕、功耗低、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，省去了體積較大的隔離器，滿足了小型通信設(shè)備在體積和重量方面的要求。3.本實(shí)用新型使用的耦合器Ul幾乎沒有插損，將耦合器Ul加裝在微波功率放大器的射頻信號(hào)輸出端不會(huì)消耗微波功率放大器的輸出能量，使微波功率放大器的工作效率提高。4.本實(shí)用新型技術(shù)方案中不含能夠產(chǎn)生大量熱能的元器件，避免了工作時(shí)因升溫給微波功率放大器或小型通信設(shè)備造成影響。5.當(dāng)微波功率放大器與其負(fù)載開路時(shí)，本實(shí)用新型的開路保護(hù)裝置將使微波功率放大器的射頻放大鏈路自動(dòng)斷電，使電池電能不再大量消耗，提高了電池的使用壽命，節(jié)省了電能。
[0015]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，易于實(shí)施，建設(shè)、維護(hù)和能耗成本較低，適用于多種微波射頻設(shè)備的開路保護(hù)，具有廣闊的應(yīng)用和推廣前景。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的組成邏輯框圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
[0018]其中，I耦合單元，2檢波單元，3開路信號(hào)產(chǎn)生單元，4控制單元，5電源，6微波功率放大器，7負(fù)載，8微波功率放大器使能控制端。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]參照?qǐng)D1，實(shí)施例的組成包括耦合單元1、檢波單元2、開路信號(hào)產(chǎn)生單元3、控制單兀4和電源5。微波功率放大器6開路時(shí)的反射信號(hào)經(jīng)稱合單兀1、檢波單兀2、開路信號(hào)產(chǎn)生單元3和控制單元4至微波功率放大器6各級(jí)放大電路的電源端。電源5分別為檢波單元2、開路信號(hào)產(chǎn)生單元3和控制單元4供電。當(dāng)微波功率放大器6的負(fù)載開路時(shí)，微波功率放大器6的射頻輸出端將向耦合單元I發(fā)出反射信號(hào)，如圖1所示。本實(shí)用新型是在微波功率放大器的負(fù)載開路時(shí)，針對(duì)反射信號(hào)提出的微波功率放大器的開路保護(hù)裝置。
[0021]參照?qǐng)D2，實(shí)施例的電路組成包括耦合器U1、微帶線W1、檢波器IC1、比較器IC2、D觸發(fā)器IC3、三極管TfT2、PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3、電阻RfR12和電容CfC3。其中，耦合單元包括耦合器Ul、微帶線Wl和電阻Rl。檢波單元包括檢波器ICl、電阻R2?R3和電容Cl。電阻R2?R3和電容Cl包括比較器IC2、D觸發(fā)器IC3、電阻R4?R6、電阻R12和電容C2?C3?？刂茊卧ㄈ龢O管T1?T2、PM0S場(chǎng)效應(yīng)管T3和電阻R7?R11。
[0022]耦合單元I中，耦合器Ul的輸入端接微波功率放大器的射頻輸出端，耦合器Ul的輸出端接負(fù)載，電阻Rl接在耦合器Ul的耦合端和地之間，微帶線Wl接在耦合器Ul的隔離端端和檢波器ICl的信號(hào)輸入端之間。需要說(shuō)明的是，耦合器的四個(gè)端口是根據(jù)射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合器時(shí)的傳輸方向來(lái)定義，四個(gè)端口中任何一個(gè)端口均可作為輸入端，那么其余的端口分別為輸出端、耦合端和隔離端。本例中射頻信號(hào)正常傳輸時(shí)，微帶線Wi所在端口為隔離端。而射頻信號(hào)反射時(shí)，微帶線Wi所在端口為耦合端。
[0023]檢波單元2中，檢波器ICl的gnd端和Nos端接地，檢波器ICl的使能端接電源5，電阻R2接在檢波器ICl的信號(hào)輸出端和Vm端之間，電阻R3接在檢波器ICl的Vm端和地之間，電容Cl接在檢波器ICl的使能端和地之間。
[0024]開路信號(hào)產(chǎn)生單元3中，比較器IC2的同相端經(jīng)電阻R4接檢波器ICl的信號(hào)輸出端，在比較器IC2的反相端設(shè)置門限電壓，電阻R6和電阻R5串聯(lián)后接在電源和地之間，t匕較器IC2的反相端接電阻R6和電阻R5的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)，電容C2接在比較器IC2的使能端和地之間，比較器IC2的電源端分別接電源和地，比較器IC2的輸出端接D觸發(fā)器IC3的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，D觸發(fā)器IC3的信號(hào)輸入端接電源，D觸發(fā)器IC3的使能端接電源5，電阻R12接在電源和D觸發(fā)器IC3的PRE端，電容C3接在D觸發(fā)器IC3的使能端和地之間。
[0025]控制單元4中，電阻R7接在三極管Tl的基極和D觸發(fā)器IC3的同相輸出端之間，電阻R8接在三極管Tl的集電極和電源5之間，三極管Tl的發(fā)射極接地，電阻R9接在三極管Tl的集電極和三極管T2的基極之間，電阻Rll和電阻RlO串聯(lián)后接在三極管T2的集電極和電源5之間，三極管T2的發(fā)射極接地，三極管T2的集電極接微波功率放大器使能控制端8 ；PM0S場(chǎng)效應(yīng)管T3的漏極接微波功率放大器各級(jí)放大電路的電源端，PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3的源極接電源5，PM0S場(chǎng)效應(yīng)管T3的柵極接電阻Rll和電阻RlO的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)。需要說(shuō)明的是，微波功率放大器使能控制端是設(shè)備正常狀態(tài)下控制微波功率放大器開啟與關(guān)閉的控制信號(hào)。本實(shí)施例中，PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3為耗盡型PMOS場(chǎng)效應(yīng)管。
[0026]參照?qǐng)D2，本實(shí)施例的工作過(guò)程為:
[0027]1.微波功率放大器6與負(fù)載7通路時(shí)
[0028]當(dāng)微波功率放大器6的天線負(fù)載連接正常時(shí)，微波功率放大器6的輸出功率大部分會(huì)傳輸?shù)教炀€負(fù)載7并發(fā)射輸出。此時(shí)由于微帶線Wl處于耦合器Ul的隔離端，耦合到微帶線Wl的功率很小，檢波器ICl輸出至比較器IC2同相端的檢波電壓小于比較器IC2反相端的門限電壓，比較器IC2輸出低電平，D觸發(fā)器ICl的同相輸出端無(wú)輸出也為低電平，三極管Tl截止，三極管T2導(dǎo)通，PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3的柵極電壓小于源極電壓，PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3導(dǎo)通，電源5的電壓通過(guò)PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3加載到微波功率放大器6的各級(jí)放大電路的電源端，微波功率放大器6保持正常工作。
[0029]2.微波功率放大器6與負(fù)載7開路時(shí)
[0030]當(dāng)微波功率放大器6與其負(fù)載開路7時(shí)，微波功率放大器6的輸出功率大部分會(huì)反射回來(lái)，反射信號(hào)的方向與正常輸出信號(hào)傳輸方向相反，那么，微帶線Wl則處于耦合器Ul的耦合端，耦合到微帶線Wl的功率較大。耦合器Ul耦合得到的功率通過(guò)微帶線Wl接入檢波器IC1，檢波器ICl輸出的檢波電壓輸入到比較器IC2的同相端。加載至比較器IC2同相端的檢波電壓大于比較器IC2反相端的門限電壓，比較器ICl輸出上升沿。比較器ICl輸出的上升沿加載至D觸發(fā)器IC3的時(shí)鐘信號(hào)輸入端驅(qū)動(dòng)D觸發(fā)器IC3觸發(fā)一個(gè)高電平，此高電平使三極管Tl導(dǎo)通，三極管T2截止。PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3的柵極電壓大于源極電壓，PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3截止，電源5的電壓無(wú)法加載到微波功率放大器6的各級(jí)放大電路的電源端，微波功率放大器6停止正常工作。D觸發(fā)器IC3觸發(fā)高電平后將一直保持直到電源關(guān)斷。微波功率放大器使能控制端8與三極管Tl為相與關(guān)系。
[0031]當(dāng)電源5重新上電后，D觸發(fā)器IC3復(fù)位，D觸發(fā)器IC3的同相輸出端輸出低電平，三極管Tl截止，三極管T2導(dǎo)通，PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3的柵極電壓小于源極電壓，PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3導(dǎo)通，電源5的電壓通過(guò)PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3加載到微波功率放大器6的各級(jí)放大電路的電源端，微波功率放大器6保持正常工作。
[0032]以上所述實(shí)施方式僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，而并非本實(shí)用新型可行實(shí)施的窮舉。對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本實(shí)用新型原理和精神的前提下對(duì)其所作出的任何顯而易見的改動(dòng)，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種微波功率放大器開路保護(hù)裝置，其特征在于其包括耦合單元(I)、檢波單元(2)、開路信號(hào)產(chǎn)生單元(3)、控制單元(4)和電源(5);微波功率放大器(6)開路時(shí)的反射信號(hào)依次經(jīng)所述耦合單元(I)、檢波單元(2)、開路信號(hào)產(chǎn)生單元(3)和控制單元(4)至微波功率放大器(6)中各級(jí)放大電路的電源端；所述電源(5)分別為所述檢波單元(2)、開路信號(hào)產(chǎn)生單元(3)和控制單元(4)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微波功率放大器開路保護(hù)裝置，其特征在于所述耦合單元(I)包括耦合器U1、電阻Rl和微帶線Wl ;所述檢波單元(2)包括檢波器ICl和檢波器ICl的外圍電路；所述開路信號(hào)產(chǎn)生單元(3)包括比較器IC2、比較器IC2的外圍電路、D觸發(fā)器IC3和D觸發(fā)器IC3的外圍電路；所述控制單元(4)包括三極管TfT2、PM0S場(chǎng)效應(yīng)管T3和電阻R7?R11 ； 所述耦合器Ul的輸入端接微波功率放大器(6)的射頻輸出端，所述耦合器Ul的輸出端接負(fù)載，所述電阻Rl接在耦合器Ul的耦合端和地之間，所述微帶線Wl是連接耦合器Ul和檢波器ICl的微帶射頻傳輸線，所述檢波器ICl的使能端接電源(5)； 所述比較器IC2的同相端接檢波器ICl的信號(hào)輸出端，所述比較器IC2的反相端通過(guò)比較器IC2的外圍電路設(shè)置門限電壓，所述比較器IC2的電源端分別接電源和地，所述比較器IC2的輸出端接所述D觸發(fā)器IC3的時(shí)鐘信號(hào)輸入端,所述D觸發(fā)器IC3的信號(hào)輸入端接電源，所述D觸發(fā)器IC3的使能端接電源(5)； 所述電阻R7接在三極管Tl的基極和D觸發(fā)器IC3的同相輸出端之間，所述電阻R8接在三極管Tl的集電極和電源之間，所述三極管Tl的發(fā)射極接地，所述電阻R9接在三極管Tl的集電極和三極管T2的基極之間，所述電阻Rll和電阻RlO串聯(lián)后接在三極管T2的集電極和電源之間，所述三極管T2的發(fā)射極接地，所述三極管T2的集電極接微波功率放大器使能控制端(8);所述PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3的漏極接微波功率放大器(6)各級(jí)放大電路的電源端，所述PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3的源極接電源(5)，所述PMOS場(chǎng)效應(yīng)管T3的柵極接電阻Rll和電阻RlO的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微波功率放大器開路保護(hù)裝置，其特征在于所述檢波器ICl的外圍電路包括電阻R2?R3和電容Cl，所述電阻R2接在檢波器ICl的信號(hào)輸出端和Vm端之間，所述電阻R3接在檢波器ICl的Vm端和地之間，所述電容Cl接在檢波器ICl的使能端和地之間； 所述比較器IC2的外圍電路包括電阻R4?R6和電容C2，所述電阻R4接在比較器IC2的同相端和檢波器ICl的信號(hào)輸出端之間，所述電阻R6和電阻R5串聯(lián)后接在電源和地之間，所述比較器IC2的反相端接電阻R6和電阻R5的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)，所述電容C2接在比較器IC2的使能端和地之間； 所述D觸發(fā)器IC3的外圍電路包括電阻R12和電容C3，所述電阻R12接在電源和D觸發(fā)器IC3的PRE端，所述電容C3接在D觸發(fā)器IC3的使能端和地之間。
【文檔編號(hào)】H03F1/52GK204180021SQ201420633121
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】池彥永, 鄧學(xué)群, 張龍, 周朝斌, 朱松濤 申請(qǐng)人:石家莊東泰爾通信技術(shù)有限公司