[发明专利]一种开环特性的温度相位跟踪补偿放大器

说明书

技术领域

本发明属于通讯卫星有效载荷系统转发器分系统，特别涉及一种温度相位跟踪补偿放大器。

背景技术

放大器温度下相位补偿技术由于其带宽宽，工作稳定，补偿效果明显，电路形式简单等特点，能够较好的解决放大器产品温度下相位漂移范围较大的问题。通过放大器温度下相位补偿技术对放大器产品进行补偿以后，可以大幅减小温度对于放大器产品相位的影响，使放大器产品更好的适应系统的使用环境。

目前军用通讯卫星系统中，采用大规模的阵列转发器，这种转发器系统对其重要的组成部件放大器有着严格的要求——放大器产品具有严格的相位一致性要求。由于放大器产品用量巨大，在整星的分布范围较广，导致放大器产品会工作在不同的温度范围。在不同的温度下，放大器产品由于自身的固有特性，其相位会发生变化，这样就会导致不同位置的产品其相位不同，严重影响产品的一致性，致使系统指标下降，不能满足用户要求。

要解决使用过程中产品一致性这一问题，一方面可以通过严格控制产品的使用环境来解决，做到使用环境温度一致。但这样不利于产品的通用性，限制了产品的适用范围，同时也对卫星平台提出了更为苛刻的要求；另一方面可以通过改善产品自身特性的方法——温度相位跟踪补偿技术。

已有的温度下的相位补偿技术，通过采用FPGA，对温度进行实时采集并进行计算分析，给出补偿参数，然后通过控制补偿电路，进行温度下的相位补偿。这种补偿方法具有以下缺点：1）只能进行温度下的分段补偿，产品相位变化不连续；2）采用FPGA进行控制，可靠性差且成本较高，通用性差；3）调试复杂，可靠性低。

发明内容

本发明的技术解决问题是，克服现有技术不足，提供一种结构简单、通用性强，可以实现温度下连续补偿，无分段影响的温度相位跟踪补偿放大器。

本发明的技术解决方案是，本发明的一种开环特性的温度相位跟踪补偿放大器，包括第一通用放大电路、温度相位跟踪补偿电路以及第二通用放大电路。其中，第一通用放大电路与第二通用放大电路分别对输入放大器的信号提供增益放大及功率放大，温度相位跟踪补偿电路对第一通用放大电路与第二通用放大电路温度下的相位变化进行跟踪补偿，实现放大器温度下的相位稳定。

所述温度相位跟踪补偿电路包括偏压控制电路、输入匹配隔直电路、输出匹配隔直电路以及非线性单元电路。

所述偏压控制电路包含第三电阻R3，第二电阻R2，第一电阻R1以及热敏电阻RT1；偏置供电经过第三电阻R3以及与其并联的热敏电阻RT1，再经过起串联分压作用的第二电阻R2后变为与温度相关的偏置电压，最后通过其起隔离作用的第一电阻R1后，连接到非线性单元电路。

所述输入匹配隔直电路，包括第一匹配电路1以及第一隔直电容C1；第一匹配电路对非线性单元电路输入端进行射频阻抗匹配；第一隔直电容C1可以避免直流电压传入前级射频电路，其输出端连接到非线性单元电路。

所述输出匹配隔直电路包括第二匹配电路以及第二隔直电容C2；第二匹配电路对非线性单元电路输出端进行射频阻抗匹配；第二隔直电容C2可以避免直流电压传入后级射频电路，其输入端连接到非线性单元电路。

所述非线性单元电路由非线性二极管器件V1构成，该器件正端连接到输入匹配隔直电路的输出端，负端接地。

本发明的原理是：放大器产品在温度下，其相位的变化趋势为：随着温度的变化，相位呈现非线性趋势变化。要解决放大器产品在温度下相位发生漂移、影响产品一致性这一问题，需要在产品内部设计上增加补偿措施。本发明通过对放大器相位随温度变化趋势的研究，针对其变化的趋势以及变化趋势的非线性的特点，在放大器产品内部增加了相应的相位补偿电路，其温度下的相位变化趋势与放大器产品变化趋势相反、相位变化范围相当。当温度变化时，两者相位变化量相抵消，总的相位值基本不变或发生微小变化。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明通过分析放大器产品温度下相位的变化趋势及范围，采用模拟补偿电路，进行反趋势的变化，从而达到抵消放大器产品自身变化的目的，维持温度变化情况下放大器产品相位的稳定性，减小温度环境对于放大器产品相位指标的影响。