一種雙模寬頻帶射頻放大器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，包括第一接收輸出端口、第二接收輸出端口、調諧跳頻濾波器、初級功率放大電路、第一末級功率放大電路、第二末級功率放大電路、功放保護電路、溫度檢測電路、雙工器、諧波濾波電路、模式一信號輸出端和模式二信號輸出端。此款雙模寬頻帶射頻放大器將調諧跳頻濾波器和雙工器、功率放大器分開設計，然后再整機聯(lián)調，具有其體積小、非線性失真小、工作頻段廣、寬帶噪聲好、諧波干擾小等優(yōu)點，其頻段寬帶為30MHz—512MHz，帶外互調≤-70dBC，鏡像頻率抑制≤-90dBC，中頻抑制≤-90dBC。
【專利說明】一種雙模寬頻帶射頻放大器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子通信領域，特別是一種用于跳頻發(fā)射機的雙模寬頻帶射頻放大器。

【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代數(shù)字移動通信技術的蓬勃發(fā)展，用戶對無線通信設備的性能要求越來越高，實現(xiàn)各種環(huán)境中的穩(wěn)定、高速的數(shù)據(jù)傳輸是現(xiàn)在移動通信系統(tǒng)的主要研究目標之一。射頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件，一般用于發(fā)射機的末級，作用是將高頻已調波信號進行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內的接收機可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信，同時又要保證放大后的信號不失真。由于射頻功率放大器產(chǎn)品結構的特殊性，目前其集成度較低，所以體積相對較大，頻帶范圍相對較窄，再加上還需要集成跳頻技術，所以跳頻濾波器與射頻功率放大器在體積及頻帶寬度的集成上就難上加難了，嚴重影響了跳頻發(fā)射機的發(fā)展。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，而提供一種結構簡單、合理，體積小、非線性失真小、工作頻段廣、寬帶噪聲好、諧波干擾小的雙模寬頻帶射頻放大器。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]一種雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，包括第一接收輸出端口、第二接收輸出端口、調諧跳頻濾波器、初級功率放大電路、第一末級功率放大電路、第二末級功率放大電路、功放保護電路、溫度檢測電路、雙工器、諧波濾波電路、模式一信號輸出端和模式二信號輸出端；所述第一接收輸出端口與調諧跳頻濾波器電性連接，調諧跳頻濾波器通過第一收發(fā)開關與初級功率放大電路電性連接；所述初級功率放大電路連接有第二收發(fā)開關，第二收發(fā)開關設有兩路輸出，其中，一路輸出依次通過第一末級功率放大電路、諧波濾波電路與模式一信號輸出端連接，另一路輸出依次通過第二末級功率放大電路、雙工器與模式二信號輸出端連接；所述功放保護電路與初級功率放大電路電性連接，溫度檢測電路與功放保護電路電性連接。
[0006]此款雙模寬頻帶射頻放大器具有兩個模式選擇，當選擇模式一時(工作在30MHz-512MHz),當射頻信號輸入12±2dBm，經(jīng)初級功率放大電路進行放大后輸出約23dBm的信號,進入第一末級功率放大電路,經(jīng)第一末級功率放大電路放大后輸出約38.5dBm的大功率信號，輸出的大功率信號進入諧波濾波電路濾去高次諧波后輸出37dBm左右。進一步，所述初級功率放大電路和第一末級功率放大電路中，分別使用4:1和1:1的傳輸線性阻抗變壓器，工作頻段范圍為30MHz — 512MHz。
[0007]選擇模式二時(工作在389MHz -396MHz),當射頻信號輸入12± ldBm，經(jīng)初級功率放大電路進行放大后輸出約23dBm的信號，進入第二末級功率放大電路，經(jīng)第二末級功率放大電路放大后輸出約43dBm的大功率信號,輸出的大功率信號進入雙工器后電路后輸出41.5dBm左右。該模式時，雙工器波段為389MHz——396MHz與344MHz — 351MHz，每個波段所使用漆包線繞制，每個波段通道之間用屏蔽層隔開。收發(fā)相互隔離度要求< -SOdBc尤為重要，功率為50W。進一步，所述初級功率放大電路使用4:1的傳輸線性阻抗變壓器，工作頻段范圍為30MHz—512MHz，第二末級功率放大電路使用微帶線阻抗輸出方式，工作頻段在389MHz—396MHz ο
[0008]本實用新型的目的還可以采用以下技術措施解決:
[0009]作為更具體的一種方案，所述調諧跳頻濾波器與模式一信號輸出端之間還依次連接有第一定向耦合器和第三收發(fā)開關，第一定向耦合器還與功放保護電路電性連接，第三收發(fā)開關還與第一收發(fā)開關電性連接。
[0010]所述第二末級功率放大電路與雙工器之間還連接有第二定向耦合器，第二定向耦合器還與功放保護電路電性連接。
[0011]所述調諧跳頻濾波器的頻段寬帶為30MHz—512MHz，功率為1W。模式一時，所述調諧跳頻濾波器的頻段寬帶為30MHz — 512MHz，用初級功率放大電路和第一末級功率放大電路兩個功放單元完成，功率為5W。模式二與模式一共用所述調諧跳頻濾波器與初級放大器電路，再加上第二末級功率放大電路與雙工器，功率為15.6W。
[0012]所述諧波濾波電路為具有六個工作波段以及工作頻率范圍從30MHz — 512MHz的諧波濾波電路，諧波濾波電路的每個工作波段均由采用漆包線繞制的電感所產(chǎn)生，每個工作波段對應的電感的通道之間設有屏蔽層隔開。諧波濾波電路部分能有效濾除高次諧波，輸出后的信號諧波干擾很小，諧波濾波部分每個波段所使用電感用漆包線繞制，每個波段通道之間用屏蔽層隔開，以免相鄰通道間相互干擾。
[0013]所述諧波濾波電路設有開關二極管，開關二極管為大功率PIN管，在外接偏置電壓的情況下，能很好的控制射頻信號的通斷，而且插損小。
[0014]所述初級功率放大電路設有4:1的傳輸線性阻抗變壓器，其工作頻段范圍為30MHz—512MHz ο
[0015]所述第一末級功率放大電路設有1:1的傳輸線性阻抗變壓器，其工作頻段范圍為30MHz—512MHz ο
[0016]所述調諧跳頻濾波器還連接有可編程邏輯器件。
[0017]本實用新型的有益效果如下:
[0018](I)此款雙模寬頻帶射頻放大器將調諧跳頻濾波器和雙工器、功率放大器分開設計，然后再整機聯(lián)調，具有其體積小、非線性失真小、工作頻段廣、寬帶噪聲好、諧波干擾小等優(yōu)點，其頻段寬帶為30MHz— 512MHz，帶外互調< _70dBC，鏡像頻率抑制< -90dBC，中頻抑制< _90dBC ；
[0019](2)此款雙模寬頻帶射頻放大器使用傳輸線性阻抗變壓器進行擴頻，傳輸線性阻抗變壓器可以使放大器的最高工作頻率擴展至上千兆赫茲，并能同時覆蓋幾個倍頻程的頻帶寬度，且其體積小，功率容量大，因此傳輸線性阻抗變壓器對本實用新型實施例頻段的擴展及體積的減小起到了至關重要的作用；
[0020](3)此款雙模寬頻帶射頻放大器設有功放保護電路用作溫度保護功能，由于功率放大器工作時元器件散熱量較大，當集中的大量熱量難以較快散發(fā)出去時，功率放大器的工作性能就會受到大大的影響，設置了溫度檢測電路后，其能檢測內部熱量并將熱量的變化轉化成電壓的變化，當電壓的變化量超過設置的數(shù)值時，設備將會啟動降溫系統(tǒng)，從而使功率放大器內部的溫度降低，以實現(xiàn)穩(wěn)定的工作性能，達到長時間正常工作的效果；
[0021](4)此款雙模寬頻帶射頻放大器設有溫度檢測電路，該電路起到溫度告警功能，當產(chǎn)品輸出功率超過特定值或是天線口開路時，功率檢測電路就會送出一個告警電壓去功率保護電路，功率保護電路控制初級功放的偏置電壓，實現(xiàn)保護功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型原理框圖。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0024]參見圖1所示，一種雙模寬頻帶射頻放大器，包括第一接收輸出端口 4、第二接收輸出端口 1、調諧跳頻濾波器2、初級功率放大電路5、第一末級功率放大電路7、第二末級功率放大電路12、功放保護電路17、溫度檢測電路18、雙工器14、諧波濾波電路8、模式一信號輸出端11和模式二信號輸出端15 ;所述第一接收輸出端口 4與調諧跳頻濾波器2電性連接，調諧跳頻濾波器2通過第一收發(fā)開關3與初級功率放大電路5電性連接；所述初級功率放大電路5連接有第二收發(fā)開關6，第二收發(fā)開關6設有兩路輸出，其中，一路輸出依次通過第一末級功率放大電路7、諧波濾波電路8與模式一信號輸出端11連接，另一路輸出依次通過第二末級功率放大電路12、雙工器14與模式二信號輸出端15連接；所述功放保護電路17與初級功率放大電路5電性連接，溫度檢測電路18與功放保護電路17電性連接。
[0025]所述調諧跳頻濾波器2與模式一信號輸出端11之間還依次連接有第一定向耦合器9和第三收發(fā)開關10，第一定向耦合器9還與功放保護電路17電性連接，第三收發(fā)開關10還與第一收發(fā)開關3電性連接。
[0026]所述第二末級功率放大電路12與雙工器14之間還連接有第二定向耦合器13，第二定向耦合器13還與功放保護電路17電性連接。
[0027]所述調諧跳頻濾波器2的頻段寬帶為30MHz — 512MHz。
[0028]所述諧波濾波電路8為具有六個工作波段以及工作頻率范圍從30MHz—512MHz的諧波濾波電路8，諧波濾波電路8的每個工作波段均由采用漆包線繞制的電感所產(chǎn)生，每個工作波段對應的電感的通道之間設有屏蔽層隔開。
[0029]所述諧波濾波電路8設有開關二極管，開關二極管為大功率PIN管。
[0030]所述初級功率放大電路5設有4:1的傳輸線性阻抗變壓器，其工作頻段范圍為30MHz—512MHz ο
[0031]所述第一末級功率放大電路7設有1:1的傳輸線性阻抗變壓器，其工作頻段范圍為 30MHz— 512MHz。
[0032]為盡量縮減本實用新型實施例的體積，除了使用上述的傳輸線性阻抗變壓器外，其使用的元器件均是大功率的貼片元件且電路設計結構緊湊。收發(fā)相互隔離度大于或等于80dBc (發(fā)射389 MHz -396MHz，接收344-351 MHz),在這么近的頻段內能做到這樣的指標，在國內屬于領先水平。
[0033]所述調諧跳頻濾波器2還連接有可編程邏輯器件16。
[0034]上述各功率放大電路中，非線性失真是難以避免的，由于非線性失真是衡量功率放大器好壞的一項重要指標，因此應盡量降低非線性失真。放大管的特性對非線性失真的影響尤為重要，因此需慎重選擇放大管。所述本實用新型實施例的放大管選用線性好、熱阻小的LPMOS管，此類型的放大管能較大的改善放大器的非線性失真，本實用新型實施例正常工作時互調失真< -30dBC。
[0035]其工作原理是:當選模式一發(fā)射狀態(tài)時，信號依次通過調諧跳頻濾波器2、初級功率放大電路5、第一末級功率放大電路7、諧波濾波電路8、功率檢測電路的定向耦合器9 ;模式一接收狀態(tài)時，信號依次通過第三收發(fā)開關10、第一收發(fā)開關3、調諧跳頻濾波器2從第一接收輸出端口 4輸出。當選模式二，接收和發(fā)射可同時進行，發(fā)射信號依次通過調諧跳頻濾波器2，初級功率放大電路5、第二末級功率放大電路2、功率檢測電路的定向耦合器13、雙工器14連接到模式二信號輸出端15，接收信號從模式二信號輸出端15進來通過雙工器14到達第二接收輸出端口 I。
[0036]當選模式1，輸入發(fā)射頻信號通過調諧跳頻濾波器，然后經(jīng)初級功率放大電路進行放大后輸出約22dBm的信號，然后進入第一末級功率放大電路,經(jīng)末級放大后輸出約38.5dBm的大功率信號，輸出的大功率信號進入諧波濾波電路濾去高次諧波后輸出37dBm左右諧波干擾小的信號；接收到的信號通過第三收發(fā)開關和第一收發(fā)開關進入調諧跳頻濾波器，整個接收通路，插損約為4.5dBm。選模式2時，輸入發(fā)射信號通過調諧跳頻濾波器，然后經(jīng)初級功率放大電路及第二末級功率放大電路，放大后的信號約為43dBm，輸出的信號經(jīng)過雙工器后輸出41.543dBm ;接收進來的信號經(jīng)雙工器后送到第二接收輸出端口，整個通路過程過插損約有1.5 dBm。在全頻段收發(fā)過程中，收發(fā)相互隔離度達到SOdBc尤為重要。
[0037]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利范圍，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和變動，這些改進和變動也視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，包括第一接收輸出端口(4)、第二接收輸出端口(I)、調諧跳頻濾波器(2)、初級功率放大電路(5)、第一末級功率放大電路(7)、第二末級功率放大電路(12)、功放保護電路(17)、溫度檢測電路(18)、雙工器(14)、諧波濾波電路(8)、模式一信號輸出端(11)和模式二信號輸出端(15)； 所述第一接收輸出端口(4)與調諧跳頻濾波器(2)電性連接，調諧跳頻濾波器(2)通過第一收發(fā)開關(3)與初級功率放大電路(5)電性連接； 所述初級功率放大電路(5)連接有第二收發(fā)開關(6)，第二收發(fā)開關(6)設有兩路輸出，其中，一路輸出依次通過第一末級功率放大電路(7)、諧波濾波電路(8)與模式一信號輸出端(11)連接，另一路輸出依次通過第二末級功率放大電路(12)、雙工器(14)與模式二信號輸出端(15)連接； 所述功放保護電路(17)與初級功率放大電路(5)電性連接，溫度檢測電路(18)與功放保護電路(17)電性連接。
2.根據(jù)權利要求1所述雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，所述調諧跳頻濾波器(2)與模式一信號輸出端(11)之間還依次連接有第一定向耦合器(9)和第三收發(fā)開關(10)，第一定向耦合器(9)還與功放保護電路(17)電性連接，第三收發(fā)開關(10)還與第一收發(fā)開關(3)電性連接。
3.根據(jù)權利要求1所述雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，所述第二末級功率放大電路(12)與雙工器(14)之間還連接有第二定向耦合器(13)，第二定向耦合器(13)還與功放保護電路(17)電性連接。
4.根據(jù)權利要求1所述雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，所述調諧跳頻濾波器(2)的頻段寬帶為30MHz— 512MHz。
5.根據(jù)權利要求1所述雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，所述諧波濾波電路(8)為具有六個工作波段以及工作頻率范圍從30MHz — 512MHz的諧波濾波電路(8)，諧波濾波電路(8)的每個工作波段均由采用漆包線繞制的電感所產(chǎn)生，每個工作波段對應的電感的通道之間設有屏蔽層隔開。
6.根據(jù)權利要求1所述雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，所述諧波濾波電路(8)設有開關二極管，開關二極管為大功率PIN管。
7.根據(jù)權利要求1所述雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，所述初級功率放大電路(5)設有4:1的傳輸線性阻抗變壓器，其工作頻段范圍為30MHz — 512MHz。
8.根據(jù)權利要求1所述雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，所述第一末級功率放大電路(7)設有1:1的傳輸線性阻抗變壓器，其工作頻段范圍為30MHz — 512MHz。
9.根據(jù)權利要求1所述雙模寬頻帶射頻放大器，其特征是，所述調諧跳頻濾波器(2)還連接有可編程邏輯器件(16)。
【文檔編號】H04B1/713GK203968064SQ201420349625
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月28日 優(yōu)先權日:2014年6月28日
【發(fā)明者】于孝云 申請人:廣東圣大電子有限公司