限幅单元电路及安装装置、单级限幅电路和限幅器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微波限幅器技术领域，尤其涉及一种提高微波混合集成PIN限幅器承 受功率的限幅单元电路、单级限幅电路及限幅器。
【背景技术】
[0002] 在无线通信中，发射机发射无线电信号，接收机接收无线电信号。一般地，通信距 离要远，发射机功率越大越好；而接收机前端则要求灵敏度越高越好，因此接收机前端能够 承受的功率很小，为了防止可能的大功率信号进入接收机前端烧毁接收机，一般在接收机 前端电路中需要设计限幅器保护小信号接收机电路，特别是在雷达接收机中，雷达发射机 的功率泄漏，大面积反射物的信号反射，对方雷达的近距离大功率照射等等情况，都会在接 收机前端电路造成大功率信号输入，因此大功率微波限幅器是保护雷达接收机前端必不可 少的器件。
[0003] 可以有效保护雷达接收机的微波限幅器，一般有放电管和PIN限幅器。采用PIN 限幅二极管设计的微波限幅器，通常采用多级PIN限幅二极管并联电路，参见图1电路图。 微波大功率信号在通过限幅器时是逐级衰减的，因此微波限幅器的输入承受功率主要是第 一级PIN限幅二极管的承受功率特性决定的，一般地，PIN限幅二极管的承受功率越高，那 么二极管的结电容越大，而二极管的结电容增大，直接限制了微波限幅器电路的工作频率 和工作带宽。如果第一级限幅电路采用多个PIN限幅二极管并联的方法来提升限幅器承受 功率的能力，也等同于增加了第一级限幅电路的对地电容，同样是限制了微波限幅器电路 的工作频率和工作带宽。
[0004] 如何在不影响微波限幅器电路的工作频率和工作带宽的同时，提升限幅器承受功 率的能力是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种提高微波混合集成PIN限幅器承受功率的 单级限幅电路及限幅器，在不影响微波限幅器电路的工作频率和工作带宽的同时，提升限 幅器承受功率的能力。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明涉及一种提高微波混合集成PIN限幅器承受功率的 限幅单元电路及安装装置，包括至少两个阴阳极串联的PIN限幅二极管，其阳极接微波信 号传输线，阴极接地，串接在其中阴极不接地的PIN限幅二极管串联一电容到地，该电容是 安装对应PIN限幅管芯的绝缘导热载体等效电容；相互串联的PIN限幅二极管通过金属丝 线进行阴阳极的连接，串联在其中阴极不接地的PIN限幅二极管安装在绝缘导热载体上。
[0007] 优选的，绝缘导热载体为陶瓷、石英、蓝宝石中的任一种。由于实际微波混合集成 PIN限幅器电路中，需要解决PIN限幅二极管管芯的装配工艺和散热问题，单个或多个并联 到地的PIN限幅二极管管芯，可以直接装配到接地的金属底板上，每个二极管产生的热量 直接散到金属底板上，但是对于串联PIN限幅二极管，串接在中间的二极管管芯需要考虑 装配载体，这个装配载体需要具有良好的导热性，较低的介电常数和较低的介质损耗，通常 陶瓷、石英、蓝宝石或类似的绝缘材料是合适的载体材料。
[0008] 本发明同时涉及一种应用上述限幅单元电路的单级限幅电路，包括至少一个限幅 单元电路，所述限幅单元电路相互并联或级联。
[0009] 优选的，所述单级限幅电路包括两个限幅单元电路相互并联，每个限幅单元电路 包括两个相互串联的PIN限幅二极管，串接在其中阴极不接地的PIN限幅二极管串联一电 容到地。
[0010] 本发明同时提供一种应用上述单级限幅电路的混合集成PIN限幅器，包括多级相 互并联或级联的限幅电路，其中第一级限幅电路为所述单级限幅电路。
[0011] 本发明的有益效果为：通过在限幅单元电路中串联PIN限幅二极管，并将其应用 到单级限幅电路和限幅器中，来提升限幅器承受功率的能力，同时串联电路降低了对地电 容，因此可以改善微波限幅器电路的工作频率和工作带宽。
【附图说明】
[0012] 图1为现有技术中微波PIN限幅器电路图； 图2为现有技术中PIN限幅二极管组装示意图； 图3为本发明实施例一微波PIN限幅器电路图； 图4为本发明PIN限幅二极管组装示意图； 图5为现有技术中微波PIN限幅器电路图； 图6为本发明实施例二微波PIN限幅器电路图。
[0013] 附图标记说明 A-大功率微波信号输入端，B-限幅信号输出端，C-微带线，1-金属底板，2-微波电路 板，3-微带线，4-PIN限幅二极管，5-键合金丝，11-金属底板，12-微波电路板，13-微带线， 14-PIN限幅二极管，15-键合金丝，16-绝缘导热载体，17-串联在中间的PIN限幅二极管。
【具体实施方式】
[0014] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。需要说明的是，附图仅为示例性说明，并未按照严格比例绘 制，而且其中可能有为描述便利而进行的局部放大、缩小，对于公知部分结构亦可能有一定 缺省。
[0015] 现有技术中的PIN限幅器为多级PIN限幅二极管级联电路，如图1所示，第一级、 第二级、第三级限幅电路分别设置一个限幅PIN二极管。该PIN限幅器的组装中，如图2所 示，单个或多个并联到地的PIN限幅二极管，可以直接装配到接地的金属底板上，每个二极 管产生的热量直接散到金属底板上。图6所示的是现有技术中的另一种连接方式，第一级 限幅电路包括两个并联的PIN限幅二极管单元电路。
[0016] 本发明设计的限幅单元电路，包括至少两个阴阳极串联的PIN限幅二极管，其阳 极接微波信号传输线，阴极接地，串接在其中阴极不接地的PIN限幅二极管串联一电容到 地，该电容是安装对应PIN限幅管芯的绝缘导热载体等效电容。本发明设计的单级限幅电 路，包括至少一个限幅单元电路，限幅单元电路相互并联或级联。本发明同时提供一种应用 上述单级限幅电路的PIN限幅器，包括多级相互并联或级联的限幅电路，其中第一级限幅 电路为上述单级限幅电路。
[0017] 相互串联的PIN限幅二极管通过金属丝线进行阴阳极的连接，串联在其中阴极不 接地的PIN限幅二极管安装在绝缘导热载体上。绝缘导热载体为陶瓷、石英、蓝宝石中的任 一种。由于实际微波PIN限幅器电路中，需要解决PIN限幅二极管的装配工艺和散热问题， 单个或多个并联到地的PIN限幅二极管，可以直接装配到接地的金属底板上，每个二极管 产生的热量直接散到金属底板上，但是对于串联PIN限幅二极管，串接在中间的二极管需 要考虑装配载体，这个装配载体需要具有良好的导热性，较低的介电常数和较低的介质损 耗，通常陶瓷、石英、蓝宝石或类似的绝缘材料是合适的载体材料。
[0018] 本发明限幅器的组装方式参见图4,限幅器包括屏蔽盒和设置于屏蔽盒内部的金 属底板11，金属底板11接地，且金属底板11上方设置微波电路板12,微波电路板12上方 设置微带线13,绝缘导热载体16底面安装在金属地板11上，PIN限幅二极管管芯14阴极 也安装在金属底板11上，阳极连接绝缘导热载体16上。限幅单元中相互串联的PIN限幅 二极管，其中位于中间的PIN限幅二极管管芯17的阴极安装于绝缘导热载体16上，阳极连 接微带线13上。
[0019] 实施例一 本实施例提供一种单个限幅单元电路构成第一级限幅电路的限幅器，如图3所示，第 一级限幅电路采用2个限幅PIN二极管串联，2个串联PIN限幅二极管可以提升一倍承受功 率能力，同时串联电路降低了对地电容，相邻两级限幅电路之间设置微带线。
[0020] 本实施例中以现有技术图1所示的电路图连接方式和本发明图3所示的连接方 式进行对比，其中第一级PIN限幅二极管都采用SKYW0RK公司生产的型号CLA4607限幅管 芯。表1是两种电路实施例的电性能和承受功率能力对比结果，在其它电性能指标一致的 情况，承受功率提高了一倍。
[0021] 表 1 实施例二 如图6所示，本发明的限幅器第一级限幅电路采用四只CLA4607限幅管芯两两串联后 再并联到地。与图5中现有技术电路进行比较，表2是两种电路实施例的电性能和承受功 率能力对比结果，在其它电性能指标一致的情况，承受功率提高了一倍。
以上是本发明的较佳实施方式，但本发明的保护范围不限于此。任何熟悉本领域的技 术人员在本发明所揭露的技术范围内，未经创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本 发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应以权利要求所限定的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种提高微波混合集成PIN限幅器承受功率的限幅单元电路及安装装置，其特征 在于：所述限幅单元电路包括至少两个阴阳极串联的PIN限幅二极管，其阳极接微波信号 传输线，阴极接地，每个串接在其中阴极不接地的PIN限幅二极管串联一电容到地；所述安 装装置内部，相互串联的PIN限幅二极管通过金属丝线进行阴阳极的连接，串联在其中阴 极不接地的PIN限幅二极管安装在绝缘导热载体上，所述电容是该绝缘导热载体的等效电 容。2. -种应用权利要求1所述限幅单元电路的单级限幅电路，其特征在于：所述绝缘导 热载体为陶瓷、石英、蓝宝石中的任一种。3. -种应用权利要求1所述限幅单元电路的单级限幅电路，其特征在于：包括至少一 个限幅单元电路，所述限幅单元电路相互并联或级联。4. 如权利要求3所述的单级限幅电路，其特征在于：包括两个限幅单元电路相互并联， 每个限幅单元电路包括两个相互串联的PIN限幅二极管，串接在其中阴极不接地的PIN限 幅二极管串联一电容到地。5. 种应用权利要求3或4所述的单级限幅电路的PIN限幅器，其特征在于：包括多级 相互并联或级联的限幅电路，其中第一级限幅电路为所述单级限幅电路。
【专利摘要】本发明涉及一种提高微波混合集成PIN限幅器承受功率的限幅单元电路、单级限幅电路及限幅器，通过在限幅单元电路中串联PIN限幅二极管，并将其应用到单级限幅电路和限幅器中，来提升限幅器承受功率的能力，同时串联电路降低了对地电容，因此可以改善微波限幅器电路的工作频率和工作带宽。
【IPC分类】H03K5/08
【公开号】CN105375906
【申请号】CN201510721152
【发明人】李益兵
【申请人】南京恒电电子有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月30日