一種s波段寬帶功率放大器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明專利公開了一種S波段寬帶功率放大器裝置，涉及通信領(lǐng)域中通信系統(tǒng)信道部分的功率放大器裝置，由射頻鏈路、電源及控制保護(hù)電路等部分共同組成，本發(fā)明專利采用了正交混合橋分路技術(shù)、正交混合橋合成技術(shù)完成了功率分路與合成，具有射頻信號(hào)控制功能，提供輸出功率正向輸出電平取樣及輸出反射功率取樣及保護(hù)功能。功率放大器裝置采用模塊化、通用化設(shè)計(jì)，提高了功放的使用壽命，減少維修所用時(shí)間，特別適合用于S頻段的通信系統(tǒng)中的功率放大器。
【專利說明】一種S波段寬帶功率放大器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及通信領(lǐng)域中的一種S波段寬帶功率放大器裝置，特別適用于S波段通信系統(tǒng)中的功率放大器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前S波段寬帶功率放大器在通信系統(tǒng)中的需求迅速增加，現(xiàn)階段S波段功率放大器雖然有一些，但是大功率、寬頻帶的功率放大器卻很少，能夠在各方面性能指標(biāo)都滿足S波段通信系統(tǒng)要求的就更少，不能夠滿足用戶高功率、寬頻帶的通信需求。有的功放射頻控制關(guān)斷電平不能滿足使用要求，還有的響應(yīng)時(shí)間不能滿足系統(tǒng)要求；有的工作帶寬不能滿足通信設(shè)備帶寬的要求；有的效率較低，體積過大，有的散熱無(wú)法滿足系統(tǒng)要求。
[0003]發(fā)明專利內(nèi)容:
[0004]本發(fā)明專利的目的在于避免上述【背景技術(shù)】中的不足之處，提供一種性能指標(biāo)都滿足通信系統(tǒng)設(shè)備需要的S波段高功率、寬頻帶全固態(tài)功率放大器裝置，如輸出功率、工作帶寬、增益、響應(yīng)速度和控制關(guān)斷電平深度、供電電壓、效率等均可達(dá)到較高指標(biāo)。本裝置輸出功率可達(dá)100W以上，增益大于53dB，工作帶寬為1700MHz到2200MHz，它具有體積小、高效率、高可靠性和長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)。提高效率降低了總功耗，效率可達(dá)到35%以上，散熱部分減小使整個(gè)設(shè)備體積變小，提高了系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)靈活性、隱蔽性和生存性。
[0005]本發(fā)明專利的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種S波段寬帶功率放大器裝置，包括射頻鏈路I和電源及控制保護(hù)電路2 ;其特征在于:輸入的射頻信號(hào)經(jīng)由射頻鏈路I的輸入端口 8進(jìn)入射頻鏈路1，經(jīng)過射頻鏈路I放大后射頻信號(hào)經(jīng)由射頻輸出端口 9輸出；電源及控制保護(hù)電路2的輸入端口 6對(duì)應(yīng)射頻鏈路I的正向取樣信號(hào)；電源及控制保護(hù)電路2的輸入端口 7對(duì)應(yīng)射頻鏈路I的反向取樣信號(hào)；電源及控制保護(hù)電路2的輸入端口 8對(duì)應(yīng)外部電源輸入的-Vl ;電源及控制保護(hù)電路2的輸入端口 9對(duì)應(yīng)外部電源輸入的+V2 ；電源及控制保護(hù)電路2的輸入端口 10對(duì)應(yīng)外部控制輸入信號(hào)的+V3 ;電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 I與射頻鏈路I的相對(duì)應(yīng)連接將直流電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路I ;電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 2與射頻鏈路I的輸入端口 2相對(duì)應(yīng)連接將-Vl電壓信號(hào)輸入到射頻電路I ;電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 3與射頻電路I的輸入端口 3相對(duì)應(yīng)連接將+V3電壓信號(hào)輸入到射頻電路I ;電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 4與射頻鏈路I的輸入端口 4相對(duì)應(yīng)連接將-Vl電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路I ;電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 5與射頻鏈路I的輸入端口 5相對(duì)應(yīng)連接將+V2電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路I ;射頻鏈路I的輸出端口 6將正向取樣信號(hào)輸送到電源及控制保護(hù)2的輸入端口 6 ;射頻鏈路I的輸出端口 7將反射取樣信號(hào)輸送到電源及控制保護(hù)2的輸入端口 7 ;電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 11將正向取樣處理后信號(hào)輸出；電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 12將反射取樣處理后信號(hào)輸出。
[0007]其中，射頻鏈路I包含第一級(jí)功放3、第二級(jí)功放4、第三級(jí)功放5、分路器6、末前級(jí)功放7、末前級(jí)功放8、末級(jí)功放9、末級(jí)功放10、合路器11和正向定向耦合器12和環(huán)形器13 ;外部射頻信號(hào)進(jìn)入第一級(jí)功放3的輸入端口 1，射頻信號(hào)經(jīng)過放大后由第一級(jí)功放3的輸出端口 2輸出后進(jìn)入第二級(jí)功放4的輸入端口 1，經(jīng)過第二級(jí)功放4放大后的射頻信號(hào)經(jīng)由第二級(jí)功放4的輸出端口 2輸出，再進(jìn)入第三級(jí)功放5的輸入端口 1，經(jīng)過第三級(jí)功放5放大后的射頻信號(hào)經(jīng)由第三級(jí)功放5的輸出端口 2輸出，進(jìn)入分路器6的輸入端口 I ;射頻信號(hào)經(jīng)過分路器6后分為2路幅度相等、相位相差90度的功率電平信號(hào)，第一路信號(hào)經(jīng)由分路器6輸出端口 2進(jìn)入末前級(jí)功放7的輸入端口 1，末前級(jí)功放7放大后的信號(hào)由末前級(jí)功放7輸出端口 2輸出，進(jìn)入末級(jí)功放9的輸入端口 1，經(jīng)過末級(jí)功放9放大后信號(hào)，經(jīng)由末級(jí)功放9的輸出端口 2輸出，第二路信號(hào)經(jīng)由分路器6輸出端口 3進(jìn)入末前級(jí)功放8的輸入端口 1，末前級(jí)功放8放大后的信號(hào)由末前級(jí)功放8輸出端口 2輸出，進(jìn)入末級(jí)功放10的輸入端口 1，經(jīng)過末級(jí)功放10放大后信號(hào)，經(jīng)由末級(jí)功放10的輸出端口 2輸出，這兩路射頻信號(hào)分別經(jīng)過末級(jí)功放9和末級(jí)功放10放大后，分別經(jīng)由各自的輸出端口 2輸入對(duì)應(yīng)的合路器11的輸入端口 I和2 ;進(jìn)入合路器11的兩路射頻信號(hào)經(jīng)過合成后，經(jīng)由合路器11的輸出端口 3進(jìn)入正向定向耦合器12的輸入端口 I，大功率電平信號(hào)經(jīng)由正向定向耦合器12的出端口 2輸出，正向定向耦合器12的輸出端口 3將耦合取樣的正向的取樣信號(hào)輸送到電源及控制保護(hù)電路2的輸入端口 6 ;經(jīng)由正向定向耦合器12的輸出端口 2輸出的功率電平信號(hào)進(jìn)入環(huán)形器13的輸入端口 1，經(jīng)過損耗后的信號(hào)經(jīng)由環(huán)形器13的輸出端口2輸出；環(huán)形器13的輸出端口 3將反向耦合的取樣信號(hào)輸送到電源及控制保護(hù)電路2的輸入端口 7。電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 I與射頻鏈路I的相對(duì)應(yīng)連接將直流電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路I ;電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 2與射頻鏈路I的輸入端口 2相對(duì)應(yīng)連接將-Vl電壓信號(hào)輸入到射頻電路I ;電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 3與射頻電路I的輸入端口 3相對(duì)應(yīng)連接將+V3電壓信號(hào)輸入到射頻電路I ;電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 4與射頻鏈路I的輸入端口 4相對(duì)應(yīng)連接將-Vl電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路I ;電源及控制保護(hù)電路2的輸出端口 5與射頻鏈路I的輸入端口 5相對(duì)應(yīng)連接將+V2電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路I。
[0008]本發(fā)明專利相比【背景技術(shù)】具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0009]1、本發(fā)明專利功率放大器功率大，工作頻帶寬。
[0010]2、本發(fā)明專利功率放大器具有射頻控制功能，控制速度快、控制功率電平抑制度尚O
[0011]3、本發(fā)明專利采用新型材料全固態(tài)化設(shè)計(jì)，提高了功放的工作效率。
[0012]4、本發(fā)明專利功率放大器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為一個(gè)高度集成的功放盒體，內(nèi)部集成度高，重量輕，體積小，采用模塊化設(shè)計(jì)，維修更換方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明專利的電原理圖。
[0014]圖2是本發(fā)明專利射頻鏈路的電原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]參照?qǐng)D1，本發(fā)明專利由電源及控制保護(hù)電路、射頻鏈路組成。圖1是發(fā)明專利功放的電原理方框圖，實(shí)施例按圖1連接線路。其中電源及控制保護(hù)電路的作用是給射頻鏈路供電和控制射頻功率及射頻耦合取樣檢波以后的電平放大及糾正，提供對(duì)外接口的電壓信號(hào)，其輸入-Vl電壓為-5V，輸入+V2電壓為+28V，+V3輸入電壓為TTL電平。
[0016]射頻鏈路的作用是將射頻輸入的低電平信號(hào)放大到系統(tǒng)所需要的高功率電平，完成功率信號(hào)電平的放大。射頻鏈路I射頻鏈路I包含第一級(jí)功放3、第二級(jí)功放4、第三級(jí)功放5、分路器6、末前級(jí)功放7、末前級(jí)功放8、末級(jí)功放9、末級(jí)功放10、合路器11和正向定向耦合器12和環(huán)形器13，實(shí)施例按圖2進(jìn)行連接線路。將通信信號(hào)通過第一級(jí)功放3、第二級(jí)功放4和第三級(jí)功放5放大到預(yù)定的功率電平，將放大后功率信號(hào)輸送到分路器6，分路器6分別推動(dòng)兩個(gè)末前級(jí)功放，兩個(gè)末前級(jí)推動(dòng)相應(yīng)的末級(jí)功放；經(jīng)過兩個(gè)末級(jí)功放放大后的射頻信號(hào)進(jìn)入合路器11進(jìn)行合成，射頻信號(hào)合成后達(dá)到額定的射頻功率電平；正向定向耦合器12的作用是將正向輸出功率耦合成小信號(hào)功率電平，輸送到電源及控制保護(hù)電路進(jìn)行預(yù)處理，輸出信號(hào)電平到外部；環(huán)形器的第三端作為反射信號(hào)取樣端口取樣反射信號(hào)，反射功率取樣的作用是當(dāng)輸出駐波比變差時(shí)，將反射功率檢波后輸送到電源及控制保護(hù)電路進(jìn)行預(yù)處理，輸出信號(hào)電平到外部。實(shí)施例分路器6、合路器11、正向定向耦合器12和環(huán)形器13采用市售的通用器件制作。第一級(jí)功放3、第二級(jí)功放4、第三級(jí)功放5、、末前級(jí)功放7、末前級(jí)功放8、末級(jí)功放9和末級(jí)功放10均可由相應(yīng)器件制作。
[0017]功放的第三級(jí)功放5、、末前級(jí)功放7、末前級(jí)功放8、末級(jí)功放9和末級(jí)功放10均采用新型材料的功率器件，工作效率高、頻帶寬，溫度穩(wěn)定特性好等。功放匹配電路均采用了超寬帶匹配電路，在匹配電路上采取了特殊措施，保證輸出的幅頻特性和帶寬以及功放的工作穩(wěn)定性，增加溫度補(bǔ)償電路，保證全文范圍內(nèi)溫度特性良好。正向定向耦合器12采用寬帶耦合取樣電路技術(shù)，耦合取樣電路帶有糾偏電路，取樣幅頻特性和方向性均達(dá)到技術(shù)指標(biāo)需求。電源及控制保護(hù)電路2的射頻控制功能選用了新型半導(dǎo)體器件及其它快速電路完成對(duì)功放的控制功能，電源及控制保護(hù)電路及各級(jí)功率管的供電均采用了溫度補(bǔ)嘗電路確保功放溫度的穩(wěn)定性能。
[0018]本發(fā)明專利的工作原理如下:電源及控制保護(hù)電路給射頻鏈路供電，完成相應(yīng)的控制與告警電平輸出功能；射頻鏈路把輸入的射頻信號(hào)放大到額定功率電平后通過射頻輸出端口輸出，電源及控制保護(hù)電路和射頻鏈路相互配合完成相應(yīng)的功能。
[0019]本發(fā)明專利安裝結(jié)構(gòu)如下:把圖1中整部件安裝在一個(gè)210X 132X32mm的盒體內(nèi)，盒體共分四個(gè)部分。第一級(jí)功放3、第二級(jí)功放4安裝在第一個(gè)腔體內(nèi)；射頻鏈路的第三級(jí)功放5安裝在第二個(gè)腔體內(nèi)；射頻鏈路的分路器6、末前級(jí)功放7、末前級(jí)功放8、末級(jí)功放9、末級(jí)功放10、合路器11安裝在第三個(gè)腔體內(nèi)；正向定向耦合器12和電源及控制保護(hù)電路2安裝在第第四個(gè)腔體內(nèi)；環(huán)形器13安裝于合體外部。射頻輸入、射頻輸出及電源、信號(hào)接口均在盒體的兩側(cè)端面，組裝成此發(fā)明專利功率放大器裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種S波段寬帶功率放大器裝置，包括射頻鏈路(I)和電源及控制保護(hù)電路(2);其特征在于:輸入的射頻信號(hào)經(jīng)由射頻鏈路(I)的輸入端口 8進(jìn)入射頻鏈路(I)，經(jīng)過射頻鏈路(I)放大后射頻信號(hào)經(jīng)由射頻輸出端口 9輸出；電源及控制保護(hù)電路(2)的輸入端口 6對(duì)應(yīng)射頻鏈路(I)的正向取樣信號(hào)；電源及控制保護(hù)電路(2)的輸入端口 7對(duì)應(yīng)射頻鏈路(I)的反向取樣信號(hào)；電源及控制保護(hù)電路⑵的輸入端口 8對(duì)應(yīng)外部電源輸入的-Vl ;電源及控制保護(hù)電路(2)的輸入端口 9對(duì)應(yīng)外部電源輸入的+V2 ;電源及控制保護(hù)電路(2)的輸入端口 10對(duì)應(yīng)外部控制輸入信號(hào)的+V3 ;電源及控制保護(hù)電路(2)的輸出端口 I與射頻鏈路(I)的相對(duì)應(yīng)連接將直流電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路(I);電源及控制保護(hù)電路(2)的輸出端口 2與射頻鏈路(I)的輸入端口 2相對(duì)應(yīng)連接將-Vl電壓信號(hào)輸入到射頻電路(I)；電源及控制保護(hù)電路⑵的輸出端口 3與射頻電路⑴的輸入端口 3相對(duì)應(yīng)連接將+V3電壓信號(hào)輸入到射頻電路⑴；電源及控制保護(hù)電路⑵的輸出端口 4與射頻鏈路⑴的輸入端口 4相對(duì)應(yīng)連接將-Vl電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路(I);電源及控制保護(hù)電路(2)的輸出端口 5與射頻鏈路(I)的輸入端口 5相對(duì)應(yīng)連接將+V2電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路(I)；射頻鏈路(I)的輸出端口 6將正向取樣信號(hào)輸送到電源及控制保護(hù)(2)的輸入端口 6 ;射頻鏈路(I)的輸出端口 7將反射取樣信號(hào)輸送到電源及控制保護(hù)(2)的輸入端口 7 ;電源及控制保護(hù)電路(2)的輸出端口 11將正向取樣處理后信號(hào)輸出；電源及控制保護(hù)電路(2)的輸出端口 12將反射取樣處理后信號(hào)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種S波段寬帶功率放大器裝置，其特征在于:射頻鏈路(I)包含第一級(jí)功放(3)、第二級(jí)功放(4)、第三級(jí)功放(5)、分路器(6)、末前級(jí)功放(7)、末前級(jí)功放(8)、末級(jí)功放(9)、末級(jí)功放(10)、合路器(11)和正向定向耦合器(12)和環(huán)形器(13);外部射頻信號(hào)進(jìn)入第一級(jí)功放(3)的輸入端口 1，射頻信號(hào)經(jīng)過放大后由第一級(jí)功放(3)的輸出端口 2輸出后進(jìn)入第二級(jí)功放(4)的輸入端口 1，經(jīng)過第二級(jí)功放(4)放大后的射頻信號(hào)經(jīng)由第二級(jí)功放⑷的輸出端口 2輸出，再進(jìn)入第三級(jí)功放(5)的輸入端口 1，經(jīng)過第三級(jí)功放(5)放大后的射頻信號(hào)經(jīng)由第三級(jí)功放(5)的輸出端口 2輸出，進(jìn)入分路器(6)的輸入端口 I ;射頻信號(hào)經(jīng)過分路器(6)后分為2路幅度相等、相位相差90度的功率電平信號(hào)，第一路信號(hào)經(jīng)由分路器(6)輸出端口 2進(jìn)入末前級(jí)功放(7)的輸入端口 1，末前級(jí)功放(7)放大后的信號(hào)由末前級(jí)功放(7)輸出端口 2輸出，進(jìn)入末級(jí)功放(9)的輸入端口(1)，經(jīng)過末級(jí)功放(9)放大后信號(hào)，經(jīng)由末級(jí)功放(9)的輸出端口 2輸出，第二路信號(hào)經(jīng)由分路器(6)輸出端口 3進(jìn)入末前級(jí)功放(8)的輸入端口 1，末前級(jí)功放(8)放大后的信號(hào)由末前級(jí)功放(8)輸出端口 2輸出，進(jìn)入末級(jí)功放(10)的輸入端口(I)，經(jīng)過末級(jí)功放(10)放大后信號(hào)，經(jīng)由末級(jí)功放(10)的輸出端口 2輸出，這兩路射頻信號(hào)分別經(jīng)過末級(jí)功放(9)和末級(jí)功放(10)放大后，分別經(jīng)由各自的輸出端口 2輸入對(duì)應(yīng)的合路器(11)的輸入端口I和2 ;進(jìn)入合路器(11)的兩路射頻信號(hào)經(jīng)過合成后，經(jīng)由合路器(11)的輸出端口 3進(jìn)入正向定向耦合器(12)的輸入端口 1，大功率電平信號(hào)經(jīng)由正向定向耦合器(12)的出端口 2輸出，正向定向耦合器(12)的輸出端口 3將耦合取樣的正向的取樣信號(hào)輸送到電源及控制保護(hù)電路⑵的輸入端口 6 ;經(jīng)由正向定向耦合器(12)的輸出端口 2輸出的功率電平信號(hào)進(jìn)入環(huán)形器(13)的輸入端口 1，經(jīng)過損耗后的信號(hào)經(jīng)由環(huán)形器(13)的輸出端口 2輸出；環(huán)形器(13)的輸出端口 3將反向耦合的取樣信號(hào)輸送到電源及控制保護(hù)電路(2)的輸入端口 7。電源及控制保護(hù)電路(2)的輸出端口 I與射頻鏈路(I)的相對(duì)應(yīng)連接將直流電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路(I);電源及控制保護(hù)電路(2)的輸出端口 2與射頻鏈路(I)的輸入端口 2相對(duì)應(yīng)連接將-Vl電壓信號(hào)輸入到射頻電路⑴；電源及控制保護(hù)電路⑵的輸出端口 3與射頻電路(I)的輸入端口 3相對(duì)應(yīng)連接將+V3電壓信號(hào)輸入到射頻電路(I);電源及控制保護(hù)電路(2)的輸出端口 4與射頻鏈路(I)的輸入端口 4相對(duì)應(yīng)連接將-Vl電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路(I);電源及控制保護(hù)電路(2)的輸出端口 5與射頻鏈路(I)的輸入端口 5相對(duì)應(yīng)連接將+V2電壓信號(hào)輸入到射頻鏈路(I)。
【文檔編號(hào)】H03F3/20GK104485903SQ201410741817
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】張志忠, 王曉龍, 張靜, 李楠, 楊作成, 朱秀敏, 王曉明, 楊賀 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所