本实用新型涉及无线通信技术领域的范围平衡技术,特别适用于卫星通信通道设备的范围调节装置。
背景技术:
目前,幅度平衡器已成为军事电子设备和高精度微波测量系统中不可或缺的组成部分。振幅平衡器的主要功能是补偿放大器和电缆非线性增益造成的振幅不平衡。振幅平衡和可调性在很大程度上决定了整个通信链路的通用性。
在卫星通信系统中,由于终端设备和射频设备分别放置在机舱内外,中间需要长电缆连接。当电磁波通过电缆传输时,由于频率高,电缆长度长,不同频率对应的损耗差距很大,需要补偿电缆的不平整度。
振幅平衡器通常需要在频带中满足特定的振幅响应,并与源和负载相匹配,可以通过波导、同轴或微带来实现。波导和同轴谐振器结构的平衡器具有良好的可调性,但往往太重太大,难以实现设备的小型化,使用有限;平面微带平衡器体积小,易于与其他电路集成,但一旦完成,可调因素将非常有限。为微带谐振器上加载可调电阻,以获得更灵活的可调性。
技术实现要素:
本实用新型解决的技术问题是提出了一种具有优良范围调节功能、使用灵活、体积小、重量轻、功耗低的C频段电调平衡器。
本实用新型采用的技术方案如下:
C频段电调平衡器包括增益控制单元和振幅平衡单元;增益控制单元包括第一级增益放大电路11、增益补偿电路12、第二级增益放大电路13、第三级增益放大电路16、控制调节电路17;振幅平衡单元包括振幅平衡电路14和平衡补偿电路15;
第一级增益放大电路11的信号输入端口与外部相连,信号输出端口与增益补偿电路12的信号输入端口相连;增益补偿电路12的信号输出端口与第二增益放大电路13的信号输入端口相连;第二增益放大电路13的信号输出端口与平衡电路14的信号输入端口相连;平衡电路14的信号输出端口与平衡补偿电路15的信号输入端口相连;平衡补偿电路15的信号输出端口与第三增益放大电路16的信号输入端口相连;第三增益放大电路16的信号输出端口与外部相连;控制调节电路17的第一至第三控制输出端口分别与增益补偿电路12的控制输入端口、平衡电路14的控制输入端口和平衡补偿电路15的控制输入端口相连。
平衡电路14包括主传输线26、4个谐振器21、22、28、29和4个PIN二极管23、24、25、27;四个PIN主传输线两侧设置二极管23、24、25、27;四个PIN二极管23、24、25、27的正极分别与主传输线26相连,负极与四个谐振器21、22、28、29一对应。
其中,四个PIN二极管23、24、25、27、25、27等效为电阻;四个谐振器21、22、28、29为微带阻抗线,外部电流等效为电容和电感;四个PIN二极管23、24、25、27、4个谐振器21、22、28、29产生不同的谐振频率;4个谐振器21、22、28、29的电容值由谐振器的长度、宽度和耦合距离决定;通过改变谐振距离和长宽来调节谐振效果。
其中,范围均衡电路14实现任意级数的级联。
其中,控制调节电路17具有RS485和CAN双重接口。
与背景技术相比,本实用新型具有以下优点:
1.本实用新型技术方案用特定的阻抗线代替离散电感离散电容器PIN用二极管代替离散电阻,使振幅平衡调节更加灵活。
2、通过控制电路在调整范围内进行任何不同的平衡调整,由于使用的印刷电路解决了寄生参数引起的设计误差。
附图说明
图1为本实用新型C频段电调平衡器的原理框图;
图2为本实用新型平衡单元结构示意图。
具体实施方法
本实用新型结合附图1-2和具体实施方法进一步详细说明。
如图1所示,本实用新型为C频段电调平衡器,包括增益控制单元和振幅平衡单元;增益控制单元包括第一级增益放大电路11、增益补偿电路12、第二级增益放大电路13、第三级增益放大电路16、控制调节电路17;振幅平衡单元包括振幅平衡电路14和平衡补偿电路15;
C频段输入信号在第一级增益放大电路11信号增加后进入增益补偿电路12调整增益,由控制调节电路17控制,可在动态范围内进行任意调节;经过增益补偿的信号进入第二级增益放大电路13再次进行增益放大;第一级增益放大电路11、增益补偿电路12和第二级增益放大电路13共同作用对进入幅度均衡电路14的信号提前进行电平调节,达到适当的电平值;信号通过平衡电路14进入平衡补偿电路15,然后通过第三级增益放大电路16进行高增益放大,最终输出;控制调整电路17为增益补偿电路12、平衡电路14、平衡补偿电路15提供控制信号。
增益补偿电路12与平衡补偿电路15联动,增益补偿电路12与平衡补偿电路15同时保证范围稳定,增益补偿电路12粗调整个链路增益,平衡补偿电路15微调平衡电路,确保平衡变化时中心频点电平保持不变。
范围平衡电路14前后端均为50欧姆阻抗匹配,可实现单元电路的直接级联和任意值的范围平衡。
安装了控制调节电路17RS485接口跟CAN接口可以实现两种形式的外部通信,提高模块使用的灵活性和通用性。
如图2所示,结构如图2所示,四个PIN主传输线两侧设置二极管23、24、25、27;四个PIN二极管23、24、25、27的正极分别与主传输线26相连,负极分别与四个谐振器21、22、28、29相连。C该结构调整了频段信号的范围。当振幅平衡电路工作时,四个PIN二极管23、24、25、27等效为电阻,具体值由压控电流值决定;四个谐振器21、22、28、29为微带阻抗线,等效为电容和电感,具体值由谐振器的长度、宽度和耦合距离决定,通过改变谐振距离和长宽来调节谐振效果;当信号通过时,四个PIN二极管(23、24、25、27)和四个谐振器(21、22、28、29)对不同频率信号产生不同的电平衰减值,从而影响不同频率的衰减值,达到平衡范围。
C频段电调平衡器采用该技术方案可实现灵活调节、体积小、结构一体化。