專利名稱：寬帶大功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率放大器，特別是一種可供無(wú)線寬帶跳頻通信電臺(tái)在線工作使用的寬帶大功率放大器。
背景技術(shù)：
如今，隨著電信市場(chǎng)的開放和通信與信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)作為快速交換信息的手段，顯得尤為重要。而且，人們已不再局限于窄帶單一頻段的無(wú)線通信設(shè)備，越來(lái)越多的寬頻帶無(wú)線通信設(shè)備已經(jīng)被廣泛運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域，可以完成多個(gè)頻段、多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間，以及無(wú)線與有線網(wǎng)絡(luò)之間的組網(wǎng)、數(shù)據(jù)接入、交換和路由功能。功率放大器作為無(wú)線通信設(shè)備的重要組成部分，是保證無(wú)線通信設(shè)備通信距離以及通信效果的重要因素之一。以往通信設(shè)備的帶寬較窄，功率放大器比較容易實(shí)現(xiàn)；較寬頻帶通信設(shè)備的功率放大器也是通過分段的方式去完成，其電路復(fù)雜繁多、體積龐大，散熱處理較困難，且會(huì)造成發(fā)射機(jī)的效率低下；如何實(shí)現(xiàn)寬頻帶覆蓋以及滿足大功率輸出的寬帶大功率放大器，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)寬帶跳頻電臺(tái)來(lái)說(shuō)，成為亟待解決的一個(gè)重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述已有技術(shù)存在的問題，提供一種線性特性好、工作頻帶達(dá)5個(gè)倍頻程、輸出功率大的由一個(gè)寬帶功率放大器取代多個(gè)窄帶功率放大器供寬帶跳頻電臺(tái)使用的寬帶大功率放大器。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種寬帶大功率放大器，包括有輸入接口與匹配電路1，功率放大電路2，輸出匹配電路與接口 3，連同模件殼4相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)整體，其中所述輸入接口與匹配電路1又包括有射頻輸入接口 1. 1，寬帶射頻輸入匹配電路 1. 2，偏壓控制電路U2和溫度補(bǔ)償電路U3 ；所述功率放大電路2又包括有功率放大管Ul，反饋電路R4/C6、R5/C8，偏置電路 R2/C5、R3/C7，以及匹配電容 C9、ClO ；所述輸出匹配電路與接口 3又包括有寬帶射頻輸出匹配電路3. 1和射頻輸出接口本發(fā)明的基本設(shè)計(jì)思想包括三個(gè)方面匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、放大電路設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)。1、匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)對(duì)于匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到的寬帶匹配效果遠(yuǎn)不及傳輸線變壓器，所以匹配網(wǎng)絡(luò)采用傳輸線變壓器。傳輸線變壓器采用了傳輸線作為繞組，較合理的將分布電容、線圈寄生電感加以利用和限制，使響應(yīng)頻帶得到接近5個(gè)倍頻程內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的功率平坦性，同時(shí)兼顧線性與效率；所采用的磁芯型號(hào)為BN61202，是具有高磁導(dǎo)率、低泄漏、頻響特性好的高性能產(chǎn)品，且分布參數(shù)較小、可承受至少100瓦功率； 為了改善高端的匹配特性，在傳輸線變壓器中加入集中參數(shù)的匹配原件，這種匹配電路有效的抵消非線性成分中的偶次諧波，雜散抑制度高；2、放大電路設(shè)計(jì)寬帶功率放大器工作頻帶達(dá)5個(gè)倍頻程，線性要求高，且輸出功率大。常用的功率回退法很難達(dá)到線性的要求，選用型號(hào)為BLF645功率放大管，采用了負(fù)反饋法，將功率放大器輸出的非線性失真信號(hào)反饋到輸入端，與原信號(hào)共同作用作為功放的輸入信號(hào)，以改善和提高功放的非線性特性；3、結(jié)構(gòu)工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)在整體設(shè)計(jì)上采取了一體化結(jié)構(gòu)方式，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工藝方法，在模件殼上設(shè)計(jì)有散熱筋，有效增加了寬帶大功率放大器的散熱面積，有利于功放的散熱；在整體安裝和印制板連接上采用最佳屏蔽隔離、接地、去耦和濾波等措施，防止信號(hào)泄漏；選用低功耗工業(yè)級(jí)元器件，嚴(yán)格篩選，進(jìn)行限額配比使用，提高容差設(shè)計(jì)水平；同時(shí)加強(qiáng)表面貼裝技術(shù)和多層印制板技術(shù)的應(yīng)用，特別是對(duì)于射頻功能塊采用“drop in”結(jié)構(gòu)，從而可以有效提高技術(shù)性能指標(biāo)。本發(fā)明的工作過程是寬帶射頻信號(hào)經(jīng)由射頻輸入接口接入，通過輸入傳輸線匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行寬帶匹配并送至功率放大管的輸入端，同時(shí)偏壓控制電路調(diào)節(jié)偏壓使其符合功率放大管的工作狀態(tài)，經(jīng)功率放大管放大的信號(hào)輸出至輸出傳輸線匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配并送至射頻輸出接口輸出。總之，本發(fā)明采用傳輸線變壓器的匹配網(wǎng)絡(luò)，在工作頻帶近5個(gè)倍頻程內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的功率平坦性，同時(shí)在傳輸線變壓器中加入集中參數(shù)的匹配原件，這種匹配電路有效的抵消非線性成分中的偶次諧波，雜散抑制度高；采用了負(fù)反饋法，將功率放大器輸出的非線性失真信號(hào)反饋到輸入端，提高了功率放大器的線性度；采用了一體化結(jié)構(gòu)方式，利用散熱筋擴(kuò)大了模塊散熱面積，保證了工作的可靠性；通過以上措施，實(shí)現(xiàn)了一種可供無(wú)線寬帶跳頻通信電臺(tái)在線工作使用的寬帶大功率放大器，具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝巧妙、穩(wěn)定性好、可靠性高等特點(diǎn)。


圖1本發(fā)明電原理圖2本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中符號(hào)說(shuō)明
1是輸入接口與匹配電路；
2是功率放大電路；
3是輸出匹配電路與接口；
4是模件殼；
1.1是射頻輸入接口 ；
1.2是寬帶射頻輸入匹配電路
1. 3是偏壓控制器U2 ；
1.4是溫度補(bǔ)償電路U3;
3. 1是輸出匹配電路；
3. 2是射頻輸出接口。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1和圖2所示，為本發(fā)明具體實(shí)施例。結(jié)合圖1和圖2可見本發(fā)明包括有輸入接口與匹配電路1，功率放大電路2，輸出匹配電路與接口 3，連同散熱模件架4相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)整體，其中所述輸入接口與匹配電路1又包括有射頻輸入接口 1.1，寬帶射頻輸入匹配電路 1.2，溫度補(bǔ)償電路U2，偏壓控制器U3;且射頻輸入接口 1. 1經(jīng)電容Cl與寬帶射頻輸入匹配電路1. 2中傳輸線變壓器T5的第1腳相連接；傳輸線變壓器T5的第2、4腳分別經(jīng)由電容器C3、C2分別依次與傳輸線變壓器T6第1腳、T7的第3腳相對(duì)應(yīng)連接；傳輸線變壓器T6 的第3腳與傳輸線變壓器T7第1腳相連接；傳輸線變壓器T5的第3腳與地相連接；偏壓控制器U3的第5腳經(jīng)由電感Li、電阻Rl與傳輸線變壓器T6第3腳和T7的第1腳相連接； 而溫度補(bǔ)償電路U2的第3腳與偏壓控制器U3的第7腳相連接。所述功率放大電路2又包括有功率放大管Ul，反饋支路R4/C6、R5/C8，偏置電路 R2/C5、R3/C7，以及匹配電容C9、ClO ；且功率放大管Ul的第4腳與傳輸線變壓器T6、T7的第2腳相連接，功率放大管Ul的第5腳與傳輸線變壓器T6、T7的第4腳相連接，功率放大管Ul的第1腳與傳輸線變壓器T8、T9的第1腳相連接，功率放大管Ul的第4腳與傳輸線變壓器T8、T9的第3腳相連接，功率放大管Ul的第4、5腳之間設(shè)有1個(gè)匹配電容C9，功率放大管Ul的第1、2腳之間設(shè)有1個(gè)匹配電容C10。所述輸出匹配電路與接口 3又包括有寬帶射頻輸出匹配電路3. 1，射頻輸出接口 3. 2 ；且寬帶射頻輸出匹配電路3. 1中的傳輸線變壓器Τ8第4腳、Τ9的第2腳經(jīng)由電感L2 與電源+VCC相連接；傳輸線變壓器Τ8第2腳經(jīng)由電容Cll與傳輸線變壓器TlO的第1腳相連接；傳輸線變壓器Τ9的第4腳經(jīng)由電容C12與傳輸線變壓器TlO的第3腳相連接 ’傳輸線變壓器TlO的第2腳經(jīng)由電容C13與射頻輸出接口 3. 2相連接。所述模件殼4上設(shè)置有散熱筋4. 1。所述射頻輸入接口 1. 1設(shè)置在模件殼4的中下方位置。所述射頻輸出接口 3. 2設(shè)置在模件殼4的左上方位置。以上實(shí)施例，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特征和可實(shí)施性；同時(shí)以上的描述，對(duì)于熟知本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人士應(yīng)可明了并加以實(shí)施，因此，其它在未脫離本發(fā)明所揭示的前提下所完成的等效的改變或修飾，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)中。本發(fā)明為一個(gè)不可多得的適用于寬帶無(wú)線跳頻通信系統(tǒng)的寬帶大功率放大器。具有創(chuàng)造性、新穎性、實(shí)用性和進(jìn)步性，符合發(fā)明專利申請(qǐng)要求，故依據(jù)專利法提出申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.寬帶大功率放大器，包括有輸入接口與匹配電路(1)，功率放大電路(2)，輸出匹配電路與接口(3)，連同散熱模件架(4)相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)整體，其特征是所述輸入接口與匹配電路(1)又包括有射頻輸入接口(1. 1)，寬帶射頻輸入匹配電路 (1. 2)，溫度補(bǔ)償電路U2，偏壓控制器U3 ；且射頻輸入接口(1. 1)經(jīng)電容Cl與寬帶射頻輸入匹配電路(1. 2)中傳輸線變壓器T5的第1腳相連接；傳輸線變壓器T5的第2、4腳分別經(jīng)由電容器C3、C2分別依次與傳輸線變壓器T6第1腳、T7的第3腳相對(duì)應(yīng)連接；傳輸線變壓器T6的第3腳與傳輸線變壓器T7第1腳相連接；傳輸線變壓器T5的第3腳與地相連接； 偏壓控制器U3的第5腳經(jīng)由電感Li、電阻Rl與傳輸線變壓器T6第3腳和T7的第1腳相連接；而溫度補(bǔ)償電路U2的第3腳與偏壓控制器U3的第7腳相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的寬帶大功率放大器，其特征是所述功率放大電路(2)又包括有功率放大管U1，反饋支路R4/C6、R5/C8，偏置電路R2/ C5、R3/C7，以及匹配電容C9、C10 ；且功率放大管Ul的第4腳與傳輸線變壓器T6、T7的第2 腳相連接，功率放大管Ul的第5腳與傳輸線變壓器Τ6、Τ7的第4腳相連接，功率放大管Ul 的第1腳與傳輸線變壓器Τ8、Τ9的第1腳相連接，功率放大管Ul的第4腳與傳輸線變壓器 Τ8、Τ9的第3腳相連接，功率放大管Ul的第4、5腳之間設(shè)有1個(gè)匹配電容C9，功率放大管 Ul的第1、2腳之間設(shè)有1個(gè)匹配電容C10。
3.如權(quán)利要求1所述的寬帶大功率放大器，其特征是所述輸出匹配電路與接口(3)又包括有寬帶射頻輸出匹配電路(3. 1)，射頻輸出接口 (3.2)；且寬帶射頻輸出匹配電路(3. 1)中的傳輸線變壓器Τ8第4腳、Τ9的第2腳經(jīng)由電感 L2與電源+VCC相連接；傳輸線變壓器Τ8第2腳經(jīng)由電容Cll與傳輸線變壓器TlO的第1 腳相連接；傳輸線變壓器Τ9的第4腳經(jīng)由電容C12與傳輸線變壓器TlO的第3腳相連接； 傳輸線變壓器TlO的第2腳經(jīng)由電容C13與射頻輸出接口(3.2)相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的寬帶大功率放大器，其特征是所述射頻輸入接口(1. 1)設(shè)置在模件殼(4)的中下方位置。
5.如權(quán)利要求3所述的寬帶大功率放大器，其特征是所述射頻輸出接口(3.2)設(shè)置在模件殼(4)的左上方位置。
全文摘要
本發(fā)明為寬帶大功率放大器，包括有輸入接口與匹配電路1，功率放大電路2，輸出匹配電路與接口3，連同模件殼4相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)整體；且輸入接口與匹配電路又包括有射頻輸入接口，寬帶射頻輸入匹配電路，偏壓控制電路U2和溫度補(bǔ)償電路U3；功率放大電路又包括有功率放大管U1，反饋電路和偏置電路；輸出匹配電路與接口又包括有寬帶射頻輸出匹配電路和射頻輸出接口。采用傳輸線變壓器匹配網(wǎng)絡(luò)，在工作頻帶5個(gè)倍頻程內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的功率平坦性；采用負(fù)反饋法，提高了功率放大器的線性度；采用一體化結(jié)構(gòu)，利用散熱筋擴(kuò)大了模塊散熱面積，實(shí)現(xiàn)了寬帶大功率放大器。具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝巧妙、穩(wěn)定性好、可靠性高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03H7/38GK102355208SQ20111034070
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者嚴(yán)忠, 余華慶, 劉順興, 楊旭, 梅紅波, 王昌平, 陳海軍, 黃華東, 黃祥 申請(qǐng)人:武漢中元通信股份有限公司