CN109525210A - 功率放大系统、方法及应用 - Google Patents

功率放大系统、方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109525210A
CN109525210A CN201811319851.7A CN201811319851A CN109525210A CN 109525210 A CN109525210 A CN 109525210A CN 201811319851 A CN201811319851 A CN 201811319851A CN 109525210 A CN109525210 A CN 109525210A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
input
output
signal
amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811319851.7A
Other languages
English (en)
Inventor
朴智棋
宁曰民
张文强
朱伟峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electronics Technology Instruments Co Ltd CETI
Original Assignee
China Electronics Technology Instruments Co Ltd CETI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Electronics Technology Instruments Co Ltd CETI filed Critical China Electronics Technology Instruments Co Ltd CETI
Priority to CN201811319851.7A priority Critical patent/CN109525210A/zh
Publication of CN109525210A publication Critical patent/CN109525210A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/211—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/26—Modifications of amplifiers to reduce influence of noise generated by amplifying elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/294—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a low noise amplifier [LNA]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本公开提供了一种功率放大系统、方法及应用，能够解决宽带功放的增益平坦度较差从而影响到其可靠性的问题，通过输入输出双检波，输入输出耦合信号处，加以平衡衰减器及检波器输入之后连接低通滤波器的方式，提高了宽带高增益功率放大器的增益平坦度和可控增益动态范围，电路成本低，通用性和可生产性强。

Description

功率放大系统、方法及应用
技术领域
本公开涉及一种功率放大系统、方法及应用。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
功率放大器是将射频小功率信号放大输出射频大信号的装置，为获得高增益，需要级联多级放大器，因为不同的放大器增益频响不同，导致功率放大器的增益频率响应平坦度较差。为改善功率放大器的增益平坦度，传统设计通常是在方案选型时尽量选择增益平坦度较好的放大器，然后在输入通路上加一均衡器来平衡增益，如图1所示；自动增益控制电路(AGC)广泛应用于接收机中，其具体电路示意图如图2所示。射频输入信号通过可变增益放大器进行增益放大，经过功率放大器实现射频大功率信号输出，输出功率信号经过定向耦合器、检波器完成射频信号与直流电压信号转化，转化的直流电压信号与外围功率设置电压点经过运算放大器输出控制可变增益放大器，通过改变通路增益的变化，从而实现输出功率的恒定。
但是，这种增益补偿电路因为均衡器的加入会带来模块尺寸的加大以及额外的插入损耗，针对于不同的功率放大器，需根据实际情况加以设计，设计成本高且通用性差。
同时，自动增益控制电路其本质为幅度调节电路，受限于检波器的输出频响以及整条链路噪声，输出功率频响与动态范围较差，需要通过软件的方式进行补偿，进而导致电路复杂性，成本较高。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种功率放大系统、方法及应用，本公开通过输入输出双检波的方式实现增益控制，通用性较强。
根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
一种功率放大系统，包括依次连接的功分器、放大电路和定向耦合器，输入信号由功分器接收，并分成两路，输出信号由定向耦合器输出；
所述放大电路对一路输入信号进行放大，且在放大电路的功率放大环节之前设置有压控衰减器；
所述功分器和定向耦合器处均设置有检波电路，对一路输入输出信号进行双检波，检波后的输入和输出信号依次通过一减法器和误差放大器后反馈至压控衰减器，实现增益控制。
上述设计，通过输入输出双检波，通过低通滤波器在经过减法器和误差放大器实现增益控制，针对于不同频段的功率放大器，可以共用，通用性强。
作为进一步的限定，所述放大电路包括依次连接的低噪声放大器、压控衰减器以及功率放大器，所述低噪声放大器连接功分器的输出端，所述功率放大器连接定向耦合器的输入端。
作为进一步的限定，其中一路输入信号先通过平衡衰减器后，再进入检波电路。
作为进一步的限定，输出信号先通过平衡衰减器后，再进入检波电路。
以平衡检波电路的频响，实现整个系统工作带宽内高增益高平坦度。
这是因为，增益平坦度主要受检波器的频响限制，大部分检波器的输出电压频响往往成一定斜率衰减，这大大降低了平衡衰减器的设计，通过设计与检波器反斜率的衰减器即可提高功率放大器整个频带内的增益频响。而本公开通过平衡衰减器的加入，补偿了检波器的输出频响，使得功率放大器在整个频带内的输入信号功率与检波器的输出成固定的函数关系，不需要软件补偿的方式即可实现精确的功率显示和增益控制，节省了成本。
作为进一步的限定，输入信号端的检波电路与输出信号端的检波电路结构相同。
作为进一步的限定，所述检波电路包括检波器和与之相连的滤波器，滤除检波器的输出噪声，提高检波器的动态范围，从而提高了功率放大器整个频段内的增益控制的动态范围。
作为进一步的限定，所述减法器的正相输入端接收检波后的输出信号，反相输入端接收检波后的输入信号。
作为进一步的限定，所述误差放大器的正相输入端接收减法器的输出值，反相输入端连通增益设置点。
作为进一步的限定，所述滤波器为低通滤波器。
一种功率放大方法，将输入信号分成两路，对其中一路输入信号依次进行压控衰减和功率放大后输出；
对另一路输入信号以及输出信号同时进行检波处理，检波后的输入和输出信号依次通过一减法器和误差放大器后反馈至压控衰减环节，耦合输出。
作为进一步的限定，另一路输入信号以及输出信号在检波处理前进行平衡衰减。
一种发射机，包括上述功率放大系统。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
(1)通过输入输出双检波，通过低通滤波器在经过减法器和误差放大器实现增益控制，针对于不同频段的功率放大器，可以共用，通用新强。
(2)在输入输出耦合信号处，加一平衡衰减器，来平衡检波器的频响，实现整个功率放大器工作带宽内高增益高平坦度，不需要软件补偿的方式即可实现精确的功率显示和增益控制，节省了成本。
(3)在检波器输入之后设置低通滤波器，滤除检波器的输出噪声，提高检波器的动态范围，从而提高了功率放大器整个频段内的增益控制的动态范围。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是现有技术之一的结构示意图；
图2是现有技术之一的结构示意图；
图3是本公开的系统结构图；
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
射频功率放大器广泛应用在雷达、制导以及通信等领域，是将射频小功率信号，经过一系列的放大——激励级、中间级、末前级、末级功率放大级，获得足够大的射频功率的装置，因为级联多级不同放大器，增益往往高于50dB以上且平坦度较差。在具体的某些应用上如发射机中，对功率放大器的增益平坦度有着严格的要求。
而传统的增益补偿电路因为均衡器的加入会带来模块尺寸的加大以及额外的插入损耗，针对于不同的功率放大器，需根据实际情况加以设计，设计成本高通用性差，且受限于检波器的输出频响以及整条链路噪声，输出功率频响与动态范围较差，需要通过软件的方式进行补偿，进而导致电路复杂性，成本较高。
针对于典型增益补偿电路中均衡器通用性差的缺点，本发明通过输入输出双检波的方式实现增益控制，通用性强。
针对于自动增益控制电路中输出功率频响与动态范围较差的缺点，本发明通过SAW滤波器与平衡衰减器的设计，提高了高增益控制的动态范围和平坦度。
具体的，如图3所示，首先射频输入经过功分器一分两路，其中一路经过检波电路，另一路先通过低噪声放大器进行增益放大，再经过压控衰减器、功率放大器实现功率放大，放大的功率信号通过定向耦合器输出，耦合出的信号经过检波电路，然后和输入端的检波信号同时经过放大控制电路，输出信号控制压控衰减器的衰减，从而实现高增益控制。
首先，通过输入输出双检波，通过低通滤波器在经过减法器和误差放大器实现增益控制，针对于不同频段的功率放大器，可以共用，通用性强。
其次，本实施例在输入输出耦合信号处，加一平衡衰减器，来平衡检波器的频响，实现整个功率放大器工作带宽内高增益高平坦度。该发明的增益平坦度主要受检波器的频响限制，大部分RMS检波器的输出电压频响往往成一定斜率衰减，这大大降低了平衡衰减器的设计，通过设计与检波器反斜率的衰减器即可提高功率放大器整个频带内的增益频响。因为平衡衰减器的加入，补偿了检波器的输出频响，使得功率放大器在整个频带内的输入信号功率与检波器的输出成固定的函数关系，不需要软件补偿的方式即可实现精确的功率显示和增益控制，节省了成本。
另外，本实施例还在检波器输入之后加一低通滤波器，滤除检波器的输出噪声，提高检波器的动态范围，从而提高了功率放大器整个频段内的增益控制的动态范围。
综上，通过输入输出双检波，输入输出耦合信号处，加以平衡衰减器及检波器输入之后连接低通滤波器的方式，提高了宽带高增益功率放大器的增益平坦度和可控增益动态范围，电路成本低，通用性和可生产性强。能够解决发射机等高标准应用对象的要求。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种功率放大系统，其特征是：包括依次连接的功分器、放大电路和定向耦合器，输入信号由功分器接收，并分成两路，输出信号由定向耦合器输出；
所述放大电路对一路输入信号进行放大，且在放大电路的功率放大环节之前设置有压控衰减器；
所述功分器和定向耦合器处均设置有检波电路，对一路输入输出信号进行双检波，检波后的输入和输出信号依次通过一减法器和误差放大器后反馈至压控衰减器，实现增益控制。
2.如权利要求1所述的一种功率放大系统，其特征是：所述放大电路包括依次连接的低噪声放大器、压控衰减器以及功率放大器，所述低噪声放大器连接功分器的输出端，所述功率放大器连接定向耦合器的输入端。
3.如权利要求1所述的一种功率放大系统，其特征是：其中一路输入信号先通过平衡衰减器后，再进入检波电路；
输出信号先通过平衡衰减器后，再进入检波电路。
4.如权利要求1所述的一种功率放大系统，其特征是：输入信号端的检波电路与输出信号端的检波电路结构相同。
5.如权利要求1所述的一种功率放大系统，其特征是：所述检波电路包括检波器和与之相连的滤波器，滤除检波器的输出噪声，提高检波器的动态范围，从而提高了功率放大器整个频段内的增益控制的动态范围。
6.如权利要求1所述的一种功率放大系统，其特征是：所述减法器的正相输入端接收检波后的输出信号，反相输入端接收检波后的输入信号。
7.如权利要求1所述的一种功率放大系统，其特征是：所述误差放大器的正相输入端接收减法器的输出值，反相输入端连通增益设置点。
8.一种功率放大方法，其特征是：将输入信号分成两路，对其中一路输入信号依次进行压控衰减和功率放大后输出；
对另一路输入信号以及输出信号同时进行检波处理，检波后的输入和输出信号依次通过一减法器和误差放大器后反馈至压控衰减环节，耦合输出。
9.如权利要求8所述的一种功率放大方法，其特征是：另一路输入信号以及输出信号在检波处理前进行平衡衰减。
10.一种发射机，其特征是：包括如权利要求1-7中任一项所述的功率放大系统。
CN201811319851.7A 2018-11-07 2018-11-07 功率放大系统、方法及应用 Pending CN109525210A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811319851.7A CN109525210A (zh) 2018-11-07 2018-11-07 功率放大系统、方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811319851.7A CN109525210A (zh) 2018-11-07 2018-11-07 功率放大系统、方法及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109525210A true CN109525210A (zh) 2019-03-26

Family

ID=65774453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811319851.7A Pending CN109525210A (zh) 2018-11-07 2018-11-07 功率放大系统、方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109525210A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110034773A (zh) * 2019-03-28 2019-07-19 南京宽超通信技术有限公司 一种天通卫星地面站自适应有源天线及其调整方法
CN117579008A (zh) * 2024-01-17 2024-02-20 南京纳特通信电子有限公司 一种功放系统防过载信号自动调节装置及其调节方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0865221A (ja) * 1994-08-18 1996-03-08 Fujitsu Ltd ヘテロダイン無線中継方式における歪補償回路
US20040105033A1 (en) * 2002-12-02 2004-06-03 Broadcom Corporation Amplifier assembly including variable gain amplifier, parallel programmable amplifiers, and AGC
US20080231357A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Alireza Zolfaghari Method and system for gain control and power saving in broadband feedback low-noise amplifiers
JP2011205362A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Mitsubishi Electric Corp 高周波増幅回路
CN103208972A (zh) * 2012-01-12 2013-07-17 上海创远仪器技术股份有限公司 可控增益高平坦度宽带放大器电路
CN204272029U (zh) * 2014-11-20 2015-04-15 成都九洲迪飞科技有限责任公司 两路宽带中频组件
WO2015052803A1 (ja) * 2013-10-09 2015-04-16 三菱電機株式会社 電力増幅器
CN104618036A (zh) * 2015-01-04 2015-05-13 成都盟升科技有限公司 基于改进型pid的发射通道平坦度校正电路及其方法
CN107094029A (zh) * 2017-04-18 2017-08-25 深圳国人通信股份有限公司 一种射频放大模块及其放大方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0865221A (ja) * 1994-08-18 1996-03-08 Fujitsu Ltd ヘテロダイン無線中継方式における歪補償回路
US20040105033A1 (en) * 2002-12-02 2004-06-03 Broadcom Corporation Amplifier assembly including variable gain amplifier, parallel programmable amplifiers, and AGC
US20080231357A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Alireza Zolfaghari Method and system for gain control and power saving in broadband feedback low-noise amplifiers
JP2011205362A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Mitsubishi Electric Corp 高周波増幅回路
CN103208972A (zh) * 2012-01-12 2013-07-17 上海创远仪器技术股份有限公司 可控增益高平坦度宽带放大器电路
WO2015052803A1 (ja) * 2013-10-09 2015-04-16 三菱電機株式会社 電力増幅器
CN204272029U (zh) * 2014-11-20 2015-04-15 成都九洲迪飞科技有限责任公司 两路宽带中频组件
CN104618036A (zh) * 2015-01-04 2015-05-13 成都盟升科技有限公司 基于改进型pid的发射通道平坦度校正电路及其方法
CN107094029A (zh) * 2017-04-18 2017-08-25 深圳国人通信股份有限公司 一种射频放大模块及其放大方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110034773A (zh) * 2019-03-28 2019-07-19 南京宽超通信技术有限公司 一种天通卫星地面站自适应有源天线及其调整方法
CN110034773B (zh) * 2019-03-28 2024-02-13 南京宽超通信技术有限公司 一种天通卫星地面站自适应有源天线及其调整方法
CN117579008A (zh) * 2024-01-17 2024-02-20 南京纳特通信电子有限公司 一种功放系统防过载信号自动调节装置及其调节方法
CN117579008B (zh) * 2024-01-17 2024-04-02 南京纳特通信电子有限公司 一种功放系统防过载信号自动调节装置及其调节方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103956975B (zh) 一种多通道相位匹配的下变频链路
CN101403715B (zh) 纳升级样品核磁共振检测数字接收机
CN102013897A (zh) 一种用于卫星通信接收机的对星及数据接收电路
CN209710056U (zh) 一种毫米波功率控制电路
CN114301487B (zh) 一种自适应收发一体变频组件
CN109525210A (zh) 功率放大系统、方法及应用
CN113364417A (zh) 一种可调节的负载平衡功放结构
CN104008414B (zh) 由光链路连接的高接收灵敏度的无源rfid系统
CN101599779B (zh) 中频信号损耗补偿电路
CN109687882A (zh) 一种船舶用vdes射频前端检测系统
CN201887757U (zh) 一种用于卫星通信接收机的对星及数据接收电路
CN206060732U (zh) 一种宽动态范围模拟前端
CN210469240U (zh) 一种高稳定性正向自动增益控制电路
CN106571786B (zh) 一种宽带双平衡大动态自动增益控制电路
CN111049487B (zh) 自动增益控制电路及控制方法
CN104008409B (zh) 无源rfid系统中连接天线和读写器的光链路
CN114895102B (zh) 一种高隔离度输入输出级大动态范围功率检测电路
CN113381779B (zh) 超宽带接收机
CN207623509U (zh) 一种l波段稳幅下雷达接收机
CN110022180A (zh) 一种高精度无源互调测试方法
CN110492945A (zh) 输出幅度稳定的rof光接收模块
CN103391050A (zh) 一种cmos低噪声放大装置
CN109462416B (zh) 一种基于单通道目标信息提取的中频接收机
CN206920597U (zh) 一种雷达接收分机
CN221688658U (zh) 一种宽带直采超短波四通道接收前端

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190326