本發(fā)明涉及測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于噪聲系數(shù)分析儀射頻接收前端的保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

蜂窩移動通信、微波毫米波衛(wèi)星通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、精密制導(dǎo)等民用軍用電子設(shè)備技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步和日益改良的接收機(jī)技術(shù)密切相關(guān)。噪聲系數(shù)是衡量接收機(jī)處理微弱信號能力最為重要的參數(shù)之一，在系統(tǒng)帶寬一定的條件下，噪聲系數(shù)直接決定了系統(tǒng)的靈敏度、通話質(zhì)量、誤碼率、作用距離等重要性能指標(biāo)，已成為各種民用和軍用設(shè)備研制、試驗(yàn)和生產(chǎn)過程中必測的一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)。

噪聲系數(shù)通常采用噪聲系數(shù)分析儀進(jìn)行測量，目前的噪聲系數(shù)分析儀多采用經(jīng)典的超外差接收體制，為了對鏡頻信號進(jìn)行有效抑制，通常將接收頻段劃分為射頻和微波毫米波兩個大波段。根據(jù)噪聲系數(shù)級聯(lián)理論，為了提高整機(jī)接收靈敏度，降低噪聲系數(shù)，減小后級接收電路工作狀態(tài)變化對整機(jī)噪聲系數(shù)的影響，噪聲系數(shù)分析儀的接收前端通常配備低噪聲高增益放大電路模塊。

低噪聲高增益放大電路模塊通過工作在低電壓和低電流狀態(tài)，因此其本身可承受的輸入沖擊功率非常小。同時由于射頻段的工作頻率較低，大輸出功率的被測電路模塊更容易實(shí)現(xiàn)，因此射頻前端接收電路常因用戶測試時使用不當(dāng)而燒毀。

另外在測試中，當(dāng)被測件和噪聲系數(shù)分析儀整機(jī)沒有良好共地時，或者用戶在測試時使用沒有良好接地的電烙鐵進(jìn)行焊接調(diào)試時等情況下，會在噪聲系數(shù)分析儀的接收端口產(chǎn)生50hz/110v的工頻感應(yīng)電壓，此感應(yīng)電壓的功率比噪聲系數(shù)分析儀端口最大可接收的信號功率高近100db。由于噪聲系數(shù)分析儀射頻前端的最低工作頻率較低(通常為10mhz)，其最前端的隔直電容容值較大，對此工頻感應(yīng)電壓信號的衰減有限，泄露到低噪聲高增益放大電路模塊輸入端的工頻電壓信號還是會燒毀放大器模塊。

以上兩種原因是導(dǎo)致噪聲系數(shù)分析儀整機(jī)射頻接前端電路燒毀的主要機(jī)制，目前還沒有覆蓋整機(jī)整個射頻工作頻段(如10mhz～4ghz)可對以上兩種信號進(jìn)行抑制的專用保護(hù)電路。

因接地不良產(chǎn)生的50hz/110v工頻感應(yīng)電壓信號，由于信號的幅度大、功率高、頻率低，常用的微波限幅二極管無法滿足要求，因此不能利用限幅二極管對其進(jìn)行抑制。目前使用的方法是在信號傳輸通路和地電路之間并聯(lián)電感，利用電感通低頻阻高頻的特性將此50hz的工頻感應(yīng)電壓信號泄放到地電路上，同時此電感對最低頻率的測量信號(通常為10mhz)應(yīng)該呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，盡量不影響測量信號傳輸。圖1示出了一種覆蓋10mhz-4ghz射頻工作頻段可對50hz工頻感應(yīng)電壓信號進(jìn)行抑制的保護(hù)電路，由于電感存在寄生電容，其最高工作頻率受其自諧振頻率限制，電感量越大，最高工作頻率越低，而噪聲系數(shù)分析儀的射頻段通常包括近10個倍頻程，因此需要采用多個電感串聯(lián)的方式來覆蓋整個射頻工作頻段，并需要電感并聯(lián)電阻抑制諧振衰減，改善頻響。這種電路最大的缺點(diǎn)是存在接地的直流通路，當(dāng)被測件的輸出存在直流信號時，極易燒毀被測件或保護(hù)電路，另外受電感目前工藝水平的限制，這種電路在整個射頻段大概會引入0.5db左右的衰減，導(dǎo)致整機(jī)的噪聲系數(shù)惡化0.5db左右。這種電路通過頻率選擇性實(shí)現(xiàn)對50hz/110v工頻感應(yīng)電壓信號抑制，但無法對位于接收頻段上大功率信號進(jìn)行抑制。

目前，當(dāng)需要對超過端口最大可接收功率的射頻微波信號進(jìn)行抑制時，常用一組并聯(lián)正反接的限幅二極管組成的限幅電路來實(shí)現(xiàn)，可根據(jù)限幅功率的大小選擇合適的限幅二極管，當(dāng)測量信號的功率小于限幅功率時，測量信號可以近似無損耗的傳輸，當(dāng)用戶使用不當(dāng)被測件輸出信號功率大于限幅功率時，限幅電路保證輸出信號的功率不大于限幅功率，從而實(shí)現(xiàn)對后端接收電路的保護(hù)。圖2a示出了一種使用微波限幅二極管制作的保護(hù)電路裝置，圖2b示出了對應(yīng)的匹配和傳輸特性仿真結(jié)果。這種電路的缺點(diǎn)是最低工作頻率只能mhz量級，可承受的連續(xù)波功率只有幾瓦，而50hz/110v工頻感應(yīng)信號的功率高達(dá)幾百瓦，因此這種保護(hù)電路無論是工作頻率還是可承受功率都無法實(shí)現(xiàn)對50hz/110v工頻感應(yīng)信號進(jìn)行抑制。同時由于限幅二極管存在結(jié)電容和封裝寄生電容，加入限幅電路后會導(dǎo)致端口頻率高端的匹配性能下降，由于反射所損耗的功率也會使限幅電路產(chǎn)生一定的傳輸損耗，影響整機(jī)射頻段的噪聲系數(shù)性能指標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有電路存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種適用于噪聲系數(shù)分析儀射頻接收前端的保護(hù)電路，可以對上述兩種信號同時進(jìn)行抑制隔離，提高整個射頻前端保護(hù)電路裝置端口匹配和傳輸損耗兩方面的性能指標(biāo)，保護(hù)電路裝置位于射頻接收電路的最前端，因此可有效改善整機(jī)射頻接收頻段的端口匹配和整機(jī)噪聲系數(shù)指標(biāo)，提高測量精度，提高整機(jī)的可靠性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種適用于噪聲系數(shù)分析儀射頻接收前端的保護(hù)電路，保護(hù)電路位于射頻接收電路的最前端，由輸入電容和輸出電容、并聯(lián)正反接限幅二極管對、及1/4波長傳輸線組成；輸入電容、1/4波長傳輸線、輸出電容依次串聯(lián)連接，輸入電容與1/4波長傳輸線的公共點(diǎn)與地電位之間正接限幅二極管，1/4波長傳輸線與輸出電容的公共點(diǎn)與地電位之間反接限幅二極管。

可選地，所述輸入電容對最低頻率測量信號呈現(xiàn)低阻抗，同時對50hz的工頻感應(yīng)信號呈現(xiàn)高阻抗。

可選地，所述輸出電容的容值至少為輸入電容容值的100倍。

可選地，所述輸入電容和輸出電容容值至少為限幅二極管電容容值的1000倍，輸入電容和輸出電容在50hz頻點(diǎn)的阻抗大于5000歐。

可選地，所述輸入電容的交流耐壓值高于110v。

可選地，所述輸入電容的容值為1000pf，輸出電容的容值為0.1μf。

可選地，并聯(lián)限幅二極管對對被測件輸出的大功率測量信號進(jìn)行限幅，當(dāng)被測件輸出信號的功率小于限幅功率時，信號無衰減，當(dāng)被測件輸出信號的功率大于限幅功率時，經(jīng)過限幅二極管后輸出信號的功率等于限幅功率。

可選地，所述限幅二極管的工作頻率覆蓋噪聲系數(shù)分析儀的射頻段頻率，其限幅輸出功率小于射頻前端第一級低噪聲放大器的最大允許輸入功率。

可選地，通過1/4波長傳輸線使在輸入端口處來自兩個限幅二極管的反射信號產(chǎn)生一定相移，從而導(dǎo)致合成的反射信號幅度減小，改善保護(hù)電路端口的匹配性能和傳輸性能。

可選地，在近似1/4波長頻點(diǎn)處，兩個來自限幅二極管的反射信號相位相差近180度，最大限度相互抵消。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)可同時防止由于接地不良產(chǎn)生的50hz/110v工頻感應(yīng)信號和被測件輸出的大功率測量信號燒毀噪聲系數(shù)分析儀的射頻段接收電路，并克服以往50hz/110v工頻感應(yīng)信號抑制電路存在接地直流通路，容易燒毀被測件和保護(hù)電路的缺點(diǎn)，同時本發(fā)明提出的保護(hù)電路相對于基于并聯(lián)電感的保護(hù)電路引入的損耗更小，有利于噪聲系數(shù)分析儀整機(jī)噪聲系數(shù)性能指標(biāo)的提高。

(2)通過在并聯(lián)限幅二極管對中引入1/4波長傳輸線改善了保護(hù)電路的輸入端口匹配和傳輸損耗性能指標(biāo)，從而提高了噪聲系數(shù)分析儀整機(jī)的端口匹配和噪聲系數(shù)性能指標(biāo)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有的一種覆蓋10mhz-4ghz射頻工作頻段可對50hz工頻感應(yīng)電壓信號進(jìn)行抑制的保護(hù)電路示意圖；

圖2a為現(xiàn)有的一種使用微波限幅二極管制作的保護(hù)電路示意圖；

圖2b為圖2a所示保護(hù)電路對應(yīng)的匹配和傳輸特性仿真結(jié)果示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種適用于噪聲系數(shù)分析儀射頻接收前端的保護(hù)電路的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

現(xiàn)有的保護(hù)電路裝置無法實(shí)現(xiàn)對50hz/110v工頻感應(yīng)電壓信號和被測件輸出的大功率射頻微波測量信號(通常頻率大于等于10mhz)同時進(jìn)行抑制，只有采用兩種不同的電路分別對以上兩種信號進(jìn)行抑制。對50hz/110v的工頻感應(yīng)電壓信號進(jìn)行抑制的電路存在到地電路的直流通路，當(dāng)被測件的輸出有直流信號時，極易燒毀被測件和保護(hù)電路，同時這種電路在整個射頻段還有引入大概0.5db左右的傳輸損耗。采用限幅二極管實(shí)現(xiàn)的保護(hù)電路只能對大功率的射頻微波信號進(jìn)行抑制，并且由于限幅二極管自身存在結(jié)電容和封裝電容等寄生電容，導(dǎo)致電路在工作頻率高端匹配性能變差，信號傳輸?shù)膿p耗加大。

因此，本發(fā)明的目的是提出一種可以對以上兩種信號同時進(jìn)行抑制的保護(hù)電路裝置，并解決目前電路存在的缺點(diǎn)，即本發(fā)明提出的保護(hù)電路裝置在實(shí)現(xiàn)對以上兩種信號進(jìn)行抑制的同時，可以隔離被測件輸出的直流信號，并有效提高保護(hù)電路在頻率高端的匹配和傳輸性能指標(biāo)。

本發(fā)明的保護(hù)電路位于射頻接收電路的最前端，如圖3所示，本發(fā)明的保護(hù)電路由輸入電容c1和輸出電容c2、并聯(lián)正反接限幅二極管對d1和d2、及1/4波長傳輸線3部分組成，輸入電容c1、1/4波長傳輸線、輸出電容c2依次串聯(lián)連接，輸入電容c1與1/4波長傳輸線的公共點(diǎn)與地電位之間正接限幅二極管d1，1/4波長傳輸線與輸出電容c2的公共點(diǎn)與地電位之間反接限幅二極管d2。

輸入電容c1和輸出電容c2的作用包括以下兩個方面：

(1)隔直流：防止被測件輸出的直流信號進(jìn)入射頻前端電路，保護(hù)限幅二極管和后端的接收電路；防止后端低噪聲放大器輸入端的直流偏置電壓向前傳輸燒毀限幅二極管和被測件。

(2)對50hz/110v工頻感應(yīng)電壓信號進(jìn)行分壓，防止大功率的50hz/110v工頻感應(yīng)電壓信號施加到后端低噪聲高增益放大電路模塊上。

因電容的耐壓性能良好，如0805封裝的陶瓷貼片電容可以承受幾百伏的交流電壓，因此通過電容c1和c2的合理取值，保證50hz/110v的工頻感應(yīng)電壓信號主要降到電容c1上，而輸入到限幅二極管和低噪聲高增益放大電路模塊輸入端口的工頻感應(yīng)電壓信號幅度滿足其可承受功率要求，從而防止限幅二級管和低噪聲放大電路模塊被50hz/110v的工頻感應(yīng)信號燒毀，同時也保證對測量信號引入的傳輸衰減盡可能小，一般不超過0.1db。

輸入電容c1和輸出電容c2取值規(guī)則如下：

(1)輸入電容c1對最低頻率測量信號(通常為10mhz)呈現(xiàn)低阻抗，不影響測量信號的傳輸，同時50hz的工頻感應(yīng)信號呈現(xiàn)高阻抗。

(2)輸出電容c2的容值至少為輸入電容c1容值的100倍，c1和c2容值至少為限幅二極管電容容值的1000倍，c1和c2在50hz頻點(diǎn)的阻抗應(yīng)大于5000歐，從而保證輸入的50hz工頻感應(yīng)電壓信號主要降在輸入電容c1兩端。同時，輸入電容c1的交流耐壓值應(yīng)高于110v，并留有一定余量，耐壓上要降額使用，圖3示出了輸入電容c1和輸出電容c2取值的一組實(shí)施例。

并聯(lián)限幅二極管對d1和d2對被測件輸出的大功率測量信號進(jìn)行限幅，當(dāng)被測件輸出的功率小于限幅功率時，信號無衰減，當(dāng)信號的功率大于限幅功率時，經(jīng)過限幅二極管后輸出信號的功率等于限幅功率，限幅二極管具體型號的選擇根據(jù)工作頻段和限幅功率確定，即限幅二極管的工作頻率要覆蓋噪聲系數(shù)分析儀的射頻段頻率，其限幅輸出功率小于射頻前端第一級低噪聲放大器的最大允許輸入功率，同時限幅二極管自身的結(jié)電容和其他寄生電容應(yīng)該盡可能小。

1/4波長傳輸線用來改善端口的匹配性能，同時減小保護(hù)電路的傳輸損耗。通過1/4波長傳輸線使在輸入端口處來自兩個限幅二極管的反射信號產(chǎn)生一定相移，從而導(dǎo)致合成的反射信號幅度減小，改善保護(hù)電路端口的匹配性能和傳輸性能。在近似1/4波長頻點(diǎn)處，兩個來自限幅二極管的反射信號相位相差近180度，最大限度相互抵消，可實(shí)現(xiàn)最大匹配和傳輸性能的提升，傳輸線長度的取值可根據(jù)具體指標(biāo)要求進(jìn)行優(yōu)化和折衷處理。

本發(fā)明通過在并聯(lián)限幅二極管對中引入1/4波長傳輸線改善了保護(hù)電路的輸入端口匹配和傳輸損耗性能指標(biāo)，從而提高了噪聲系數(shù)分析儀整機(jī)的端口匹配和噪聲系數(shù)性能指標(biāo)。

本發(fā)明提出的保護(hù)電路可同時防止由于接地不良產(chǎn)生的50hz/110v工頻感應(yīng)信號和被測件輸出的大功率測量信號燒毀噪聲系數(shù)分析儀的射頻段接收電路，并克服以往50hz/110v工頻感應(yīng)信號抑制電路存在接地直流通路，容易燒毀被測件和保護(hù)電路的缺點(diǎn)，同時本發(fā)明提出的保護(hù)電路相對于基于并聯(lián)電感的保護(hù)電路引入的損耗更小，有利于噪聲系數(shù)分析儀整機(jī)噪聲系數(shù)性能指標(biāo)的提高。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。