[发明专利]一种使用CA3140放大器的高精度TR组件

说明书

技术领域

本发明公开了一种使用CA3140放大器的高精度TR组件，属于信号处理技术领域。

背景技术

T/R是Transmitter and Receiver的缩写。T/R组件通常意义下是指一个无线收发系统中视频与天线之间的部分，即T/R组件一端接天线，一端接中视频处理单元就构成一个无线收发系统。

现代有源相控阵雷达技术中，T/R组件是十分关键的部件，其设计的好坏在很大程度上决定了整个雷达的可靠性和成本。在T/R组件接收通道的设计中，出于对系统噪声系数的考虑，需要在前端安置微波低噪声放大器来提高接收的灵敏度。在以往低噪声放大器的设计中，输入输出匹配网络一般都不考虑带外抑制的要求，主要考虑的是实现最佳噪声和输出功率匹配。

T/R组件主要由移相器、衰减器、固态功放、限幅器与低噪声放大器、环行器、滤波器、逻辑驱动电路、功放电源等复杂电路系统组成。技术上覆盖微波电路，数字控制电路等方面。在大型有源相控阵雷达中，T/R组件的数量成千上万，它的性能直接影响雷达天线的性能指标。因此，按照雷达总体的要求，研制出性能、体积、重量、可靠性等符合指标要求的T/R组件尤为关键。T/R组件在批量生成时，数量大、测试指标多、待处理数据量大、组件控制信号繁杂。

有源相控阵雷达近年来得到了飞速的发展，对其核心部件T/R组件提出了更高的要求，对功率、效率、噪声等关键指标要求不断提升。

专利号为201310584706.2，专利名称为一种S波段小型化数字T/R组件设计方法，该专利针对现有技术中问题提出了解决的问题，但是该专利并没有就如何降低噪声和功率提出有效的解决问题的技术手段。

专利号为201410319094.9，专利名称为双极化多功能超宽带T/R组件，该专利指出了现有技术的问题提出了超宽带的技术方案，但是该方案在实施的时候存在一定的问题，超宽的带宽必然引来噪声系数的升高，引入较多的噪声，影响信号的精确度。

同时，现有技术中常用的T/R组件中噪声系数仍然无法得到有效的降低，同时功率也不能过高，这些问题都需要进一步改进。CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上，该CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极（PMOS上）中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗，极低输入电流和高速性能。操作电源电压从4V至36V（无论单或双电源),它结合了压电PMOS晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种使用CA3140放大器的高精度TR组件，该组件采用多重放大和多重滤波，同时限制每个放大器的噪声系数和增益，防止引入新的噪声，同时将原本只需一级放大的增益拆分成两级，保证放大增益的同时保证噪声系数。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种使用CA3140放大器的高精度TR组件，包括环行器、开关限幅器、低噪声放大器、第一滤波器、第一功率放大器、衰减器、收发转换开关、第三功率放大器、第二滤波器、限幅器、第二功率放大器；

所述环形器分别与开关限幅器、第二功率放大器相连；

所述开关限幅器、低噪声放大器、第一滤波器、第一功率放大器、衰减器、收发转换开关依次相连；

所述收发转换开关、第三功率放大器、第二滤波器、限幅器、第二功率放大器依次相连；

接收信号经过环形器进入开关限幅器，开关限幅器限制接收信号的幅度，进入低噪声放大器，低噪声放大器对信号进行功率放大后经过第一滤波器滤出杂波，滤除杂波后的信号进入第一功率放大器进行功率放大后再进入衰减器进行幅度衰减后送入收发转换开关；

发射信号经过收发转换开关后进入第三功率放大器进行功率放大，然后经过第二滤波器进行滤波，然后经过限幅器进行限幅控制，再经过第二功率放大器进行功率放大，最后进入环形器输出。

所述第一至第三功率放大器具体电路结构均包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管、第二二极管、型号为CA3140的放大器芯片，其中：