网站原创摘 要：自动增益控制电路（AGC）是微波接收机中常用的一种电路.为了提高器件使用效率,优化端口驻波匹配,可以使用单刀双掷开关来实现AGC电路.单刀双掷开关采用PIN二极管制作,其插入损耗小、隔离度较高、并且端口驻波较好.该开关采用串并联电路方式,并利用Ansoft公司的Serenade软件对其进行仿真优化,电路基板使用Rogers的RT5880板材.经过实际测试,该AGC电路的工作频率为9.5～10.5GHz,正常支路插损小于4dB,带内平坦度0.5dB,输入输出驻波比小于1.6.
关 键 词：自动增益控制；单刀双掷开关；PIN二极管；插入损耗；隔离度
0引言
自动增益控制电路（AGC）在微波接收系统中应用广泛.随着无线电技术的发展,以及为了适应日益复杂的电子战的需要,对接收机的线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力等方面的性能和指标提出了越来越苛刻的要求.由于天线接收到的有效信号功率会在一定范围内变化,同时接收到的干扰的功率也有可能变化[1].为了提高接收机的动态范围,需要自动增益控制电路将天线接收到的不同功率的信号放大到接收机线性工作所需的最优功率.另外,接收机工作时,由于电源电压的不稳定、环境温度的变化、电路工作参数的变化等,都可能引起接收机增益的不稳定,用AGC可以补偿这种增益的不稳定[2].
实现AGC的方法有很多种,常规是使用数控衰减器,但是数控衰减器通常有好几位步进,对于只需一位AGC控制的接收机来说造成电路上的浪费.并且数控衰减器往往是宽带匹配,在所需使用的频段端口驻波可能并不理想.使用两个单刀双掷开关串联加上衰减器的电路方式来实现一位AGC控制功能,可提高器件使用效率,优化端口驻波匹配.
在微波高频段电路中经常采用PIN二极管来实现单刀双掷开关.与MEET和PHEMT器件相比较,PIN二极管具有插入损耗低、截止频率高、功率容量大的特点[3],特别适合于制作性能优异的微波控制电路.
在实际电路中,PIN管是通过金丝搭焊技术连接在微带线中的,在仿真电路中,也需要建立金丝的模型.
从仿真结果中可以看出,在9.5～10.5GHz频带内,插损在-1.2db以内；S11和S22均小于-24dB；开关隔离度在-85dB以下.
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2自动增益控制电路的设计
将两级单刀双掷开关串联,中间加上固定衰减器,组成一位自动增益控制电路.
两级单刀双掷开关共用一组控制线,开关控制信号即为自动增益的控制信号.正常工作时,选择开关的J2端口,当需要衰减时,选择开关的J1端口,即可实现一位自动增益控制.
3电路实现方法
为了更好的方便芯片的安装和电路的调整,盒体采用双层结构.正面为射频电路,采用Rogers5880的板材.首先用183℃铅锡焊料将基板烧结于盒体内,再用183℃铅锡焊料将pin二极管、芯片电容、衰减器芯片烧结于盒体之上[8].背面为电源和控制电路,采用TTL集成驱动器控制信号的走向.使用高频A插头作为射频信号端口.结构紧凑,小巧,成本低,相位特性较好.实物如图8所示：
4主要测试结果
经测试,电路的工作频率为9.5～10.5GHz,正常支路的插损小于4dB,带内平坦度0.5dB,输入输出驻波比小于1.6.
5结论
自动增益控制是射频接收系统中常用的功能,采用单刀双掷开关加固定衰减器的形式来实现自动增益控制电路,可提高器件使用效率,优化端口驻波匹配.可以利用pin管设计出各个频段符合要求的开关,同时,计算机仿真软件的应用和工艺上的精确操作也是非常重要的方面,可以提高电路的性能指标.