一种超宽带微波温度补偿电路

技术领域

本发明属于微波技术领域，尤其涉及一种2GHz-18GHz频段的超宽带微波温度补偿电路，可广泛应用于射频微波模块中。

背景技术

射频微波模块是各种接收机的重要组成部分，但其通常具有高温增益低、低温增益高的典型特性。射频微波模块的这种高低温下增益变化的特性，影响了接收机的工作灵敏度、动态范围等重要性能指标，因此需增加温度补偿电路进行补偿。传统实现该温度补偿功能的电路主要有以下两种形式，均有各自的问题：

1.无源温补衰减器

该温度补偿方法是在一个基片上集成一级或多级薄膜热敏电阻组成的π型或T型衰减网络。但在12GHz频段以上随着频率增高，该方法温补效果逐渐恶化，对2GHz～18GHz全频段使用有一定的局限性，且其温补量为固定值无法根据实际需求灵活调整。如图1所示。

2.温变控制模块+电调衰减模块

该温度补偿方法是利用热敏电阻或温度传感器等器件产生随温度变化的电压或电流，来控制电调衰减器或PIN二极管不同温度下的衰减量，来实现温度补偿效果。但该方法微波电路中需额外增加电调衰减器或PIN二极管等器件，实现电路较复杂、成本高，并且也不利于射频微波模块的小型化集成。如图2所示。

发明内容

本发明的目的在于：发明一种新型、简化超宽带微波温度补偿电路的设计方法，解决射频微波模块高低温工作时增益变化量大的问题。实现接收机在各个温度环境下灵敏度、动态范围指标不恶化，提高接收机的温度环境适应性。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种超宽带微波温度补偿电路，包括栅压控制电路和超宽带栅压可控放大电路；所述栅压控制电路连接在所述超宽带栅压可控放大电路上，所述超宽带栅压可控放大电路根据不同的栅压值提高不同的增益输出，所述栅压控制电路用于提供随温度变化的栅压值，所述超宽带栅压可控放大电路与所述栅压控制电路配合实现温补；

其中；所述栅压控制电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和热敏电阻Rm，所述电阻R4的一端接地，另一端与并联在一起的电阻R3和热敏电阻Rm的串联，并联后的电阻R3和热敏电阻Rm再分别与电阻R1和R2串联，所述电阻R1连接在直流电源Vee上，所述电阻R2连接在所述超宽带栅压可控放大电路，输出栅压Vg至所述超宽带栅压可控放大电路。

所述超宽带栅压可控放大电路包括微波电路隔直电容C1、微波电路隔直电容C2、放大器栅压去耦滤波电容C3、放大器漏压耦滤波电容C4以及宽带栅压可控微波放大器管芯A1；

所述放大器栅压去耦滤波电容C3一端接地，另一端与电阻R2连接后再连接在所述宽带栅压可控微波放大器管芯A1的同相输入端，所述微波电路隔直电容C1一端连接在射频输入上，另一端连接在所述宽带栅压可控微波放大器管芯A1的反向输入端，所述放大器漏压耦滤波电容C4一端接地，另一端连接在所述宽带栅压可控微波放大器管芯A1的同相输入端，所述微波电路隔直电容C2连接在所述宽带栅压可控微波放大器管芯A1的输出端。

作为选择，微波电路隔直电容C3、微波电路隔直电容C4靠近A1放大器管芯的栅压和漏压加电焊盘。

作为选择，所述可控微波放大器管芯A1的工作频率覆盖范围2-18GHz，同时其增益随栅压值增加而增加。

作为选择，所述热敏电阻Rm采用负温度系数热敏电阻，热敏电阻Rm阻值随温度升高而减小，随温度降低而增大。

作为选择，所述直流电源Vee为固定负电压值电源，确保栅压控制电路输出的Vg电压随温度的增加而增加。

作为选择，本电路在应用时栅压控制电路靠近超宽带栅压可控放大电路，并考虑到电路输出P-1特性，所以将所述栅压Vg范围设置为-0.5V至0V。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本发明的有益效果：

本发明利用超宽带栅压可控放大器输出增益随栅压值不同而不同的特性，以及热敏电阻阻值对温度的敏感性，通过合理设计，在不增加无源温补衰减器或电调衰减模块等的情况下，以简洁的电路实现超宽频带自动增益补偿功能，可在接收机中广泛推广应用。

附图说明

图1是无源温补衰减器示意图。

图2是温变控制模块+电调衰减模块温补电路示意图。

图3是本发明实施例提供的一种超宽带微波温度补偿电路示意图。

图4是本发明实施例提供的栅压控制电路结构示意图。

图5是本发明实施例提供的超宽带栅压可控放大电路示意图。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：

本实施例提供一种超宽带微波温度补偿电路，该电路利用了超宽带栅压可控放大器输出增益随其栅压值不同而变化的特性，以及热敏电阻阻值对温度的敏感性，通过合理的设计使放大器输出增益随温度升高而增加、随温度降低而减小，从而实现对微波电路增益的温度补偿。

本电路具体构造如下：

如图3所示，本发明由超宽带栅压可控放大电路、栅压控制电路两部分组成。超宽带栅压可控放大电路根据不同栅压值提供不同增益输出，栅压控制电路提供随温度变化的栅压值，两部分电路配合形成温补效果。

如图4所示，本发明栅压控制电路由固定阻值电阻R1、R2、R3、R4和热敏电阻Rm组成，电阻R4的一端接地，另一端与并联在一起的电阻R3和热敏电阻Rm的串联，并联后的电阻R3和热敏电阻Rm再分别与电阻R1和R2串联，电阻R1连接在直流电源Vee上，电阻R2连接在宽带栅压可控微波放大器管芯A1上，输出栅压Vg至宽带栅压可控微波放大器管芯A1。

其中，热敏电阻Rm采用负温度系数热敏电阻。热敏电阻Rm阻值随温度升高减小、随温度降低增大，直流电压Vee为一固定负电压值，故栅压控制电路输出的Vg电压随温度的增加而增加。

如图5所示，本发明超宽带栅压可控放大电路由微波电路隔直电容C1、C2，放大器栅压去耦滤波电容C3，放大器漏压耦滤波电容C4，宽带栅压可控微波放大器管芯A1构成。放大器栅压去耦滤波电容C3一端接地，另一端与电阻R2连接后再连接在宽带栅压可控微波放大器管芯A1的同相输入端，微波电路隔直电容C1一端连接在射频输入上，另一端连接在宽带栅压可控微波放大器管芯A1的反向输入端，放大器漏压耦滤波电容C4一端接地，另一端连接在宽带栅压可控微波放大器管芯A1的同相输入端，微波电路隔直电容C2连接在宽带栅压可控微波放大器管芯A1的输出端，作为射频输出。

图5中的Rfin表示射频输入；Rfout表示射频输出；VD表示漏压(微波放大器的漏极电压)，Vg表示栅压(微波放大器的栅极电压)。

放大器栅压去耦滤波电容C3，放大器漏压耦滤波电容C4与宽带栅压可控微波放大器管芯A1的连接处加电焊盘。超宽带栅压可控微波放大器管芯A1工作频率覆盖2-18GHz，且其增益随栅压值增加而增加。

本实施例提供的超宽带微波温度补偿电路，应用时栅压控制电路靠近超宽带栅压可控放大电路，并考虑到电路输出P-1特性，栅压Vg一般控制在-0.5V～0V间。

本发明，电路形式简单，直接对微波射频模块链路中放大器的栅压控制实现温度补偿功能，微波射频模块中无需再像传统方式额外增加无源温补衰减器或电调衰减模块等，且可调整栅压控制电路中R1、R2、R3、R4电阻的阻值对温补量进行灵活调整。应用到微波射频模块时，可以减少其高低温下的增益变化量，提高了电子战微波接收机在高低温下的灵敏度、动态范围等重要性能指标。

前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。