[发明专利]一种应用于射频前端接收机的毫米波自适应限幅器

说明书

一种应用于射频前端接收机的毫米波自适应限幅器，涉及毫米波技术领域，包括天线、射频开关、输入匹配模块以及低噪声放大器LNA，所述天线的输出端与射频开关的第一端相连，所述射频开关的第二端与输入匹配模块的输入端相连，所述输入匹配模块的输出端与低噪音放大器LNA的输入端相连；其中，所述天线输入射频信号，经过所述输入匹配模块对输入信号进行自适应限幅处理，从输入匹配模块输出端输出并输出至低噪音放大器LNA的输入端；本发明通过设置输入匹配模块，实现高性能低噪声放大器的设计的同时，实现高功率限幅功能，很好的保护了LNA的后续电路。

技术领域

本发明涉及毫米波技术领域，具体涉及一种应用于射频前端接收机的毫米波自适应限幅器。

背景技术

在微波毫米波系统中，为防止接收机的前置低噪声放大器(LNA)被发射的泄漏功率烧毁，需在低噪声放大器前面安置限幅器，限幅器电路目前有两种形式，一种是采用分立的硅(si)材料的PIN二极管，采用混合电路的方式完成，其特点是体积大，插入损耗大，工作频带低。另一种是采用集成电路工艺，如砷化镓(GaAs)，限幅器单片具有体积小，插入损耗小，应用频率高，使用方便的特点，但通过的功率小。单片限幅器电路及其加工工艺的设计需要结合电路拓扑结构，材料结构，PIN二极管工艺等；如图1所示。现有的技术方案是利用与LNA等前端器件相同工艺可集成的PIN二极管结构，一端接在LNA的输入端口前，一端接地，通过控制PIN二极管的工作状态，在小功率微波信号时以较小的差损使得信号顺利通过，而通过高功率的微波信号时，则被衰减到较低的功率电平，这样可以有效地保护低噪声放大器(LNA)；具体的工作原理为：如图2所示。该方案工作方式如下，当输入信号电压幅度小于PIN二极管的开启电压时，接地的并联支路等效于一个并联电容，微波信号通过；当信号电压幅度大于PIN二极管的开启电压，PIN二极管导通，接地的并联支路等效于一个并联小电阻，微波信号通过电阻到地，大大减小了输出的信号功率。但是在毫米波频段，这种结构不再适用。因为PIN二极管将占据相当大的面积，并且在毫米波频段耦合效应大大增强，会引入额外的噪声和匹配损耗问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的限幅器电路不适合用于毫米波频段中，由于现有的限幅器电路中的PIN二极管占据相当大的面积，并且在毫米波段耦合效应大大增强，会引入额外的噪声和匹配损耗的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种应用于射频前端接收机的毫米波自适应限幅器，其特征在于，包括天线、射频开关、输入匹配模块以及低噪声放大器LNA，所述天线的输出端与射频开关的第一端相连，所述射频开关的第二端与输入匹配模块的输入端相连，所述输入匹配模块的输出端与低噪音放大器LNA的输入端相连；其中，所述天线输入射频信号，经过所述输入匹配模块对输入信号进行自适应限幅处理，从输入匹配模块输出端输出并输出至低噪音放大器LNA的输入端。

进一步的，所述输入匹配模块包括限幅单元以及与限幅单元相连的匹配网络单元。

进一步的，限幅单元包括晶体管FET，晶体管FET的栅极G和漏极D的公共端作为电路的输入端接射频开关的第二端，所述晶体管FET的源极S接地。

进一步的，所述匹配网络单元包括电容C1和电感L1，所述电容C1的第一端接晶体管FET栅极G和漏极D的公共端，电容C1的第二端接电感L1的第一端，电感L1的第二端接地。

进一步的，所述晶体管FET的栅极G和漏极D的公共端作为输入匹配模块的输入端与射频开关第二端相连，所述电容C1和电感L1的公共端作为输入匹配模块的输出端与低噪声放大器LNA相连。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：