一種p波段大功率放大器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種P波段大功率放大器裝置，它涉及通信領(lǐng)域中P波段信道部分的功率放大器裝置，本發(fā)明包括推動級功放、末級功放、開關(guān)控制器、電源、冷卻單元、監(jiān)控接口和環(huán)形器。本發(fā)明采用了模塊化技術(shù)、集成化技術(shù)、熱設(shè)計技術(shù)和傳輸線變壓器技術(shù)完成了大功率的合成，且具有相對較小的體積。本發(fā)明具有過低功率保護、熱保護和反射保護的功能；本發(fā)明還具有快速開關(guān)功能，具有很高關(guān)斷深度，特別適合用于P波段半雙工的通信系統(tǒng)中做功率放大器裝置。
【專利說明】一種P波段大功率放大器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的涉及通信領(lǐng)域中的一種P波段大功率放大器裝置，特別適用于大功率的突發(fā)通信系統(tǒng)中做功率放大器裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前在P頻段存在很多功率放大器，但是它們的開關(guān)速度，收發(fā)的隔離度以及功率放大器的關(guān)斷深度在指標上都存在很大的差距，很難應用在突發(fā)通信中，實現(xiàn)半雙工通信方式。從體積上看，一般大功率放大器的體積都比較大，很難應用到小體積的機箱當中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于避免上述【背景技術(shù)】中的不足，提供一種開關(guān)速度快、收發(fā)隔離度高、功放關(guān)斷深度大、體積小、功率大的大功率放大器裝置。另外，它具有小型化、固態(tài)化、高線性、高可靠性和長壽命等特點。同時，由于本發(fā)明縮小了體積和重量，機箱為插件結(jié)構(gòu)，可車載，可人工搬移，大大提高了系統(tǒng)的機動性。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種P波段大功率放大器裝置，包括電源1、監(jiān)控接口 5、冷卻單元6和環(huán)形器25，其特征在于:還包括推動級功放
2、末級功放3和開關(guān)控制器4 ;所述的推動級功放2的輸入端口 3和末級功放3的輸入端口 4分別接收開關(guān)控制器4輸出端口 3輸出的電源控制信號，推動級功放2的輸入端口 4接收開關(guān)控制器4輸出端口 2輸出的半功率控制信號；推動級功放2的輸入端口 I接收外部輸入的射頻信號，在電源控制信號和半功率控制信號的控制下進行初步放大處理并由輸出端口 2輸出至末級功放3的輸入端口 I ;末級功放3將接收的初步放大的射頻信號在電源控制信號的控制下進行進一步放大處理并由輸出端口 2輸出至環(huán)形器25的輸入端口 I ;環(huán)形器25將接收的進一步放大的射頻信號進行收發(fā)隔離后由輸出輸入端口 2輸出，環(huán)形器25的輸出輸入端口 2接收對端信號，進行收發(fā)隔離后由輸出端口 3輸出；監(jiān)控接口 5的輸入輸出端口 I輸出監(jiān)控信號到開關(guān)控制器4的輸出輸入端口 4,開關(guān)控制器4的輸出輸入端口 4輸出反饋信號到監(jiān)控接口 5的輸入輸出端口 I。
[0005]其中，所述的推動級功放2包括開關(guān)7、一級放大電路8、第一傳輸線變壓器9、二級放大電路10、第二傳輸線變壓器11、隔離器12和第一開關(guān)控制電路13 ;其中，第一開關(guān)控制電路13的輸入端口 4接收開關(guān)控制器4輸出端口 2輸出的半功率控制信號并由輸出端口 I輸出至開關(guān)7的輸入端口 3，第一開關(guān)控制電路13的輸入端口 5接收開關(guān)控制器4輸出端口 3輸出的電源控制信號并由輸出端口 2輸出至二級放大電路10的輸入端口 3 ;開關(guān)7的輸入端口 I接收外部輸入的射頻信號，在半功率控制信號的控制下形成激勵信號并由輸出端口 2輸出至一級放大電路8輸入端口 I ;一級放大電路8將激勵信號進行放大形成初步放大的信號并由輸出端口 2輸出至第一傳輸線變壓器9的輸入端口 I ;第一傳輸線變壓器9對初步放大的信號進行阻抗變換形成阻抗變換后的信號并由輸出端口2輸出至二級放大電路10的輸入端口 I ;二級放大電路10對接收的阻抗變換后的信號在電源控制信號的控制下進行進一步放大形成進一步放大的信號并由輸出端口 2輸出至第二傳輸線變壓器11的輸入端口 I ;第二傳輸線變壓器11將進一步放大的信號進行阻抗變換形成阻抗變換后的放大信號并由輸出端口 2輸出至隔離器12的輸入端口 I ;隔離器12對阻抗變換后的放大信號進行駐波比改善形成初步放大的射頻信號并由輸出端口 2輸出至末級功放3的輸入端口 I。
[0006]其中，所述的末級功放3包括分路器14、第一負載15、第三傳輸線變壓器16、第四傳輸線變壓器17、第一功率模塊18、第二功率模塊19、第五傳輸線變壓器20、第六傳輸線變壓器21、合路器22、第二負載23和第二開關(guān)控制電路24 ;其中，開關(guān)控制電路24的輸入端口 2接收開關(guān)控制器4輸出端口 3輸出的電源控制信號，由輸出端口 I分別輸出至第一功率模塊18和第二功率模塊19的輸入端口 3 ;分路器14的輸出端口 3輸出反射信號至第一負載15的輸入端口 1，分路器14的輸入端口 I接收推動級功放2輸出端口 2輸出的初步放大的射頻信號，在分路器14分為同相等幅的兩路信號，由輸出端口 2和輸出端口 4分別輸出至第三傳輸線變壓器16的輸入端口 I和第四傳輸線變壓器17的輸入端口 I ;第三傳輸線變壓器16和第四傳輸線變壓器17分別將接收的分路信號進行輸入阻抗變換后形成阻抗變換后的分路信號并由輸出端口 2分別輸出至第一功率模塊18的輸入端口 I和第二功率模塊19的輸入端口 I ;第一功率模塊18和第二功率模塊19將接收的阻抗變換后的分路信號進行功率放大形成放大的分路信號并由輸出端口 2分別輸出至第五傳輸線變壓器20的輸入端口 I和第六傳輸線變壓器21的輸入端口 I ;第五傳輸線變壓器20和第六傳輸線變壓器21分別對放大的分路信號進行輸出阻抗變換形成形成阻抗變換后的放大信號并由輸出端口 2分別輸出至出合路器22的輸入端口 I和輸入端口 3 ;合路器22對輸入的兩路阻抗變換后的放大信號進行合并形成進一步放大的射頻信號并由輸出端口 4輸出至環(huán)形器25的輸入端口 I,合路器22的輸出端口 2輸出隔離信號至第二負載23的輸入端口 I。
[0007]本發(fā)明的相比【背景技術(shù)】具有如下優(yōu)點:
[0008]1.本發(fā)明的P波段大功率放大器裝置采用了大功率模塊化技術(shù)，提高了發(fā)射功率、可靠性，縮短了維修時間。
[0009]2.本發(fā)明的P波段大功率放大器裝置采用了多級放大電路設(shè)計，使收發(fā)隔離度可以達到80分貝，關(guān)斷深度達到70分貝以上，在大功率發(fā)射的同時不會影響接收機的性能。
[0010]3、本發(fā)明的P波段大功率放大器裝置采用了多級放大電路設(shè)計，使得功放快速開關(guān)速度可以很快，這樣可以節(jié)省信號帶寬，降低誤碼率等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的電原理方框圖；
[0012]圖2是本發(fā)明的推動級功放2實施例的電原理圖；
[0013]圖3是本發(fā)明的末級功放3實施例的電原理圖。

【具體實施方式】
[0014]參照圖1至圖3，本發(fā)明由電源1、推動級功放2、末級功放3、開關(guān)控制器4、監(jiān)控接口 5、冷卻單元6和環(huán)形器25組成。圖1是本發(fā)明的電原理方框圖，實施例按圖1連接線路。其中電源I采用市售集成穩(wěn)壓直流電源模塊制作，其輸出+Vl電壓為+28V，作用是給推動級功放2、末級功放3、開關(guān)控制器4以及冷卻單元6提供直流工作電壓。環(huán)行器25采用市售的通用部件制作，具有對輸出信號進行阻抗匹配、提供反射功率檢波通道通、提供接收回路通道等功能。開關(guān)控制器4完成對于推動級功放2和末級功放3的開關(guān)功能。監(jiān)控接口 5配合功放完成顯示和控制等功能。冷卻單元6快速的將推動級功放2和末級功放3的熱損耗功率從功放機箱散發(fā)到空氣中；實施例冷卻單元6采用4個高轉(zhuǎn)速小尺寸的風扇及散熱面積大的插齒散熱器制作組成。
[0015]圖2是本發(fā)明推動級功放2的電原理圖，實施例按圖2連接線路。本發(fā)明的推動級功放2的作用是將射頻輸入的小信號放大到末級功放3所需要的功率電平，完成功率放大。推動級功放2包括開關(guān)7、一級放大電路8、第一傳輸線變壓器9、二級放大電路10、第二傳輸線變壓器11、隔離器12和第一開關(guān)控制電路13，其中開關(guān)7在半功率控制信號的控制下使外部輸入的射頻信號滿足系統(tǒng)功率控制需求；一級放大電路8將信號放大到一定電平；第一傳輸線變壓器9完成阻抗變換；二級放大電路10對輸入信號進行進一步放大；第二傳輸線變壓器11完成阻抗變換；隔離器12將信號進行駐波比改善輸出至末級功放3 ;開關(guān)控制電路完成對開關(guān)7和二級放大電路10的控制。一級放大電路8、二級放大電路10和第一開關(guān)控制電路13分別接入+28V直流電。
[0016]圖3是本發(fā)明末級功放3的電原理圖，實施例按圖3連接線路。本發(fā)明的末級功放3對推動級功放2放大的信號進行進一步放大，達到系統(tǒng)所需電平，同時實現(xiàn)功放的快速開關(guān)功能。末級功放3由分路器14、第一負載15、第三傳輸線變壓器16、第四傳輸線變壓器17、第一功率模塊18、第二功率模塊19、第五傳輸線變壓器20、第六傳輸線變壓器21、合路器22、第二負載23和第二開關(guān)控制電路24組成。分路器14將推動級功放2放大的信號分為同幅等相兩路信號；第三傳輸線變壓器16和第四傳輸線變壓器17完成對于輸入阻抗變換；第一功率模塊18和第二功率模塊19將信號放大；第五傳輸線變壓器20和第六傳輸線變壓器21完成輸出阻抗的變換；合路器22將兩路信號合成大功率信號；負載23吸收兩路信號不平衡漏出的功率；開關(guān)控制電路24在信號突發(fā)時控制第一功率模塊18和第二功率模塊19的開啟和關(guān)斷。第一功率模塊18、第二功率模塊19和開關(guān)控制電路24分別接入+28V直流電。
[0017]本發(fā)明的簡要工作原理如下:推動級功放2把外部輸入的射頻信號放大到額定電平后輸出至末級功放3 ;在末級功放3經(jīng)過進一步放大處理達到系統(tǒng)所需的功率電平值輸出至環(huán)形器25 ;環(huán)形器25接收對端信號，對末級功放3輸出的信號和對端信號進行收發(fā)隔離后，與外部設(shè)備進行信號的傳輸。
[0018]本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)如下:把圖1至圖3中整部件安裝在一個長358mm、寬400mm、高90mm機箱內(nèi)，一個完整的收發(fā)信機；推動級功放2的結(jié)構(gòu)尺寸為:長108mm、寬75mm、高27mm ;末級功放3的結(jié)構(gòu)尺寸為:長158mm、寬139mm、高30mm。電源I安裝在機箱的左側(cè)，為一個獨立的模塊；推動級功放2和末級功放3安裝在一個長330mm、寬160mm、高50mm的散熱器上；開關(guān)控制器4安裝在機箱底板上；監(jiān)控接口 5安裝在系統(tǒng)中的小信號機箱內(nèi)；冷卻單元6的4個風扇分別安裝在機箱的前后面板上；射頻輸入輸出接口、電源插座、監(jiān)控接口安裝在機箱的后面板上；功率開關(guān)、復位開關(guān)、指示燈安裝在前面板上。組裝成本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種P波段大功率放大器裝置，包括電源(1)、監(jiān)控接口(5)、冷卻單元(6)和環(huán)形器(25)，其特征在于:還包括推動級功放(2)、末級功放(3)和開關(guān)控制器(4);所述的推動級功放(2)的輸入端口 3和末級功放(3)的輸入端口 4分別接收開關(guān)控制器(4)輸出端口 3輸出的電源控制信號，推動級功放(2)的輸入端口 4接收開關(guān)控制器(4)輸出端口 2輸出的半功率控制信號；推動級功放(2)的輸入端口 1接收外部輸入的射頻信號，在電源控制信號和半功率控制信號的控制下進行初步放大處理并由輸出端口 2輸出至末級功放(3)的輸入端口 1 ;末級功放(3)將接收的初步放大的射頻信號在電源控制信號的控制下進行進一步放大處理并由輸出端口 2輸出至環(huán)形器(25)的輸入端口 1 ;環(huán)形器(25)將接收的進一步放大的射頻信號進行收發(fā)隔離后由輸出輸入端口 2輸出，環(huán)形器(25)的輸出輸入端口 2接收對端信號，進行收發(fā)隔離后由輸出端口 3輸出；監(jiān)控接口(5)的輸入輸出端口 1輸出監(jiān)控信號到開關(guān)控制器(4)的輸出輸入端口 4，開關(guān)控制器(4)的輸出輸入端口 4輸出反饋信號到監(jiān)控接口(5)的輸入輸出端口 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種P波段大功率放大器裝置，其特征在于:所述的推動級功放(2)包括開關(guān)(7)、一級放大電路(8)、第一傳輸線變壓器(9)、二級放大電路(10)、第二傳輸線變壓器(11)、隔離器(12)和第一開關(guān)控制電路(13);其中，第一開關(guān)控制電路(13)的輸入端口 4接收開關(guān)控制器(4)輸出端口 2輸出的半功率控制信號并由輸出端口 1輸出至開關(guān)(7)的輸入端口 3，第一開關(guān)控制電路(13)的輸入端口 5接收開關(guān)控制器(4)輸出端口 3輸出的電源控制信號并由輸出端口 2輸出至二級放大電路(10)的輸入端口 3 ；開關(guān)(7)的輸入端口 1接收外部輸入的射頻信號，在半功率控制信號的控制下形成激勵信號并由輸出端口 2輸出至一級放大電路(8)輸入端口 1 ;一級放大電路(8)將激勵信號進行放大形成初步放大的信號并由輸出端口 2輸出至第一傳輸線變壓器(9)的輸入端口 1 ;第一傳輸線變壓器(9)對初步放大的信號進行阻抗變換形成阻抗變換后的信號并由輸出端口 2輸出至二級放大電路(10)的輸入端口 1 ;二級放大電路(10)對接收的阻抗變換后的信號在電源控制信號的控制下進行進一步放大形成進一步放大的信號并由輸出端口 2輸出至第二傳輸線變壓器(11)的輸入端口 1 ;第二傳輸線變壓器(11)將進一步放大的信號進行阻抗變換形成阻抗變換后的放大信號并由輸出端口 2輸出至隔離器(12)的輸入端口1 ;隔離器(12)對阻抗變換后的放大信號進行駐波比改善形成初步放大的射頻信號并由輸出端口 2輸出至末級功放(3)的輸入端口 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種P波段大功率放大器裝置，其特征在于:所述的末級功放(3)包括分路器(14)、第一負載(15)、第三傳輸線變壓器(16)、第四傳輸線變壓器(17)、第一功率模塊(18)、第二功率模塊(19)、第五傳輸線變壓器(20)、第六傳輸線變壓器(21)、合路器(22)、第二負載(23)和第二開關(guān)控制電路(24);其中，開關(guān)控制電路(24)的輸入端口 2接收開關(guān)控制器(4)輸出端口 3輸出的電源控制信號，由輸出端口 1分別輸出至第一功率模塊(18)和第二功率模塊(19)的輸入端口 3 ;分路器(14)的輸出端口 3輸出反射信號至第一負載(15)的輸入端口 1，分路器(14)的輸入端口 1接收推動級功放(2)輸出端口 2輸出的初步放大的射頻信號，在分路器(14)分為同相等幅的兩路信號，由輸出端口 2和輸出端口 4分別輸出至第三傳輸線變壓器(16)的輸入端口 1和第四傳輸線變壓器(17)的輸入端口 1 ;第三傳輸線變壓器(16)和第四傳輸線變壓器(17)分別將接收的分路信號進行輸入阻抗變換后形成阻抗變換后的分路信號并由輸出端口 2分別輸出至第一功率模塊(18)的輸入端口 1和第二功率模塊(19)的輸入端口 1 ;第一功率模塊(18)和第二功率模塊(19)將接收的阻抗變換后的分路信號進行功率放大形成放大的分路信號并由輸出端口 2分別輸出至第五傳輸線變壓器(20)的輸入端口 1和第六傳輸線變壓器(21)的輸入端口 1 ;第五傳輸線變壓器(20)和第六傳輸線變壓器(21)分別對放大的分路信號進行輸出阻抗變換形成阻抗變換后的放大信號并由輸出端口 2分別輸出至出合路器(22)的輸入端口 1和輸入端口 3 ;合路器(22)對輸入的兩路阻抗變換后的放大信號進行合并形成進一步放大的射頻信號并由輸出端口 4輸出至環(huán)形器(25)的輸入端口 1，合路器(22)的輸出端口2輸出隔離信號至第二負載(23)的輸入端口 1。
【文檔編號】H03F3/20GK104348426SQ201410722665
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】李志強, 高建忠, 符瑞嬌 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所