CN110071731A - 放大器电路及发射机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种放大器电路及发射机，所述放大器包括功率分配器、通路电路、电桥电路和驱动放大器电路；功率分配器的输出端分别与通路电路的输入端和驱动放大器电路的输入端连接；通路电路的输出端与电桥电路的第一输入端连接；驱动放大器电路的输出端与电桥电路的第二输入端连接，由于可以通过驱动放大器电路对放大器电路的增益进行调节，进而在发射功率调整范围较大时，可有效提高发射信号的信噪比。

Description

放大器电路及发射机
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种放大器电路及发射机。
背景技术
功率放大器作为发射机中非常重要的组成部分，被普遍地应用在远程通信、定位导航、卫星通信等系统中，且其输出信号噪声比对通信系统的质量具有十分重要的影响。发射机一般是利用多个功率放大器级联，进而实现发射机功率放大的功能。
然而，由于使用的功率放大器增益不可调节，在发射机功率调整范围较大时，若发射功率较小，会出现输出噪声过高，导致发射信号信噪比较差的现象。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种放大器电路及发射机。
一种放大器电路，所述放大器电路包括：功率分配器、通路电路、电桥电路和驱动放大器电路；所述功率分配器的输出端分别与所述通路电路的输入端和所述驱动放大器电路的输入端连接；所述通路电路的输出端与所述电桥电路的第一输入端连接；所述驱动放大器电路的输出端与所述电桥电路的第二输入端连接；
所述驱动放大器电路用于根据预设的配置信号控制所述驱动放大器电路的运行状态；所述运行状态包括工作状态或断开状态；
所述功率分配器用于将输入信号等功率分配给所述通路电路和所述驱动放大器电路；
所述电桥电路用于将所述通路电路和所述驱动放大器电路的两路信号合成为一路输出信号。
在其中一个实施例中，所述驱动放大器电路包括驱动放大器和驱动放大器控制电路；所述驱动放大器的输入端与所述驱动放大器控制电路的输出端连接；所述驱动放大器控制电路用于根据所述配置信号控制所述驱动放大器的运行转态。
在其中一个实施例中，所述驱动放大器控制电路具体用于在所述配置信号的发射功率小于预设阈值时，控制所述驱动放大器为断开状态；在所述配置信号的发射功率大于阈值时，控制电路控制所述驱动放大器为工作状态。
在其中一个实施例中，所述驱动放大器控制电路控制所述驱动放大器工作状态转换时间在10～30ms范围内。
在其中一个实施例中，所述功率分配器为3dB微带电桥电路。
在其中一个实施例中，所述电桥电路为3dB微带电桥电路。
在其中一个实施例中，所述通路电路为微带线通路。
在其中一个实施例中，所述通路电路的输出信号功率等于所述通路电路的输入信号功率。
在其中一个实施例中，所述通路电路和所述驱动放大器电路之间的隔离度大于20dB。
一种发射机，其特征在于，所述发射机包括如上述任一实施例所述的放大器电路。
上述实施例中提供的放大器电路及发射机，所述放大器包括功率分配器、通路电路、电桥电路和驱动放大器电路；功率分配器的输出端分别与通路电路的输入端和驱动放大器电路的输入端连接；通路电路的输出端与电桥电路的第一输入端连接；驱动放大器电路的输出端与电桥电路的第二输入端连接，由于可以通过驱动放大器电路对放大器电路的增益进行调节，进而在发射功率调整范围较大时，可有效提高发射信号的信噪比。
附图说明
图1为一个实施例中放大器电路示意图；
图2为另一个实施例中放大器电路示意图；
图3为一个实施例中具有放大器电路的发射机示意图；
图4为一个实施例中传统发射机示意图；
图5为一个实施例中传统发射机测试结果示意图；
图6为一个实施例中具有放大器电路的发射机测试结果示意图。
附图标记说明：
1：功率分配器；
2：通路电路；
3：驱动放大器电路
4：电桥电路；
30：驱动放大器；
31：驱动放大器控制电路；
5：发射上变频单元；
6：电调衰减器；
7：第一功率放大器；
8：第二功率放大器；
9：功率检波电路；
10：射频功率控制电路；
11：放大器电路。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种放大器电路示意图，该放大器电路包括功率分配器1、通路电路2、电桥电路4和驱动放大器电路3；所述功率分配器1的输出端分别与所述通路电路1的输入端和所述驱动放大器电路3的输入端连接；所述通路电路2的输出端与所述电桥电路4的第一输入端连接；所述驱动放大器电路3的输出端与所述电桥电路4的第二输入端连接。
其中，所述驱动放大器电路3用于根据预设的配置信号控制所述驱动放大器电路3的运行状态；所述运行状态包括工作状态或断开状态；所述功率分配器1用于将输入信号等功率分配给所述通路电路2和所述驱动放大器电路3；所述电桥电路4用于将所述通路电路2和所述驱动放大器电路3的两路信号合成为一路输出信号。
其中，功率分配器1是功率合成电路的重要组成部分，是一种可以将一路输入信号能量分成两路或多路输出型号的仪器。在本实施例中，功率分配器1在接收到输入信号后，将输入信号分成两路，即：将信号等功率分别传送给通路电路2和驱动放大器电路3；通路电路2可以是微带线通路，也可以是其他通路，可以根据预设配置信号功率实际需求，对输入信号功率放大，也可以对输入信号功率实现既无增益也无衰减。
具体地，驱动放大器电路3可以对输入信号功率放大，例如，驱动放大器电路3可以根据自身运行状态确定对输入信号功率的增益，若运行状态为断开状态，则表示信号不流通；若运行状态为工作状态，则根据驱动放大器电路的增益，对输入信号功率进行放大。其中，为了确保信号质量，利用电桥电路4将通路电路2和驱动放大器电路3的两路信号合成为一路输出信号。
示例性地，若驱动放大器电路为工作状态，且为20dB增益，则开关放大器电路的总增益为17dB；若驱动放大器电路为断开状态，由于功率分配器1将输入信号等分成两路，而驱动放大器电路信号基本无输出，则开关放大器电路的总增益为-3dB。
上述实施例中提供的放大器电路，所述放大器包括功率分配器、通路电路、电桥电路和驱动放大器电路；功率分配器的输出端分别与通路电路的输入端和驱动放大器电路的输入端连接；通路电路的输出端与电桥电路的第一输入端连接；驱动放大器电路的输出端与电桥电路的第二输入端连接，由于可以通过驱动放大器电路对放大器电路的增益进行调节，进而在发射功率调整范围较大时，可有效提高发射信号的信噪比。
由于驱动放大器电路直接影响着放大器电路的增益效果，因为此对于驱动器放大器电路，实现驱动放大器电路的不同运行状态十分重要。在图1所示的基础上，如图2所示，所述驱动放大器电路3包括驱动放大器30和驱动放大器控制电路31；所述驱动放大器30的输入端与所述驱动放大器控制电路31的输出端连接；所述驱动放大器控制电路31用于根据所述配置信号控制所述驱动放大器30的运行转态。
其中，驱动放大器30用于放大射频信号，驱动放大器控制电路31可以预设配置信号的发射功率对驱动放大器30进行控制，例如，当配置信号的发射功率为0.1W，则驱动放大器控制电路31控制驱动放大器30关闭；或者，当配置信号的发射功率为5W，则驱动放大器控制电路31控制驱动放大器30工作，对射频信号进行增益放大。
作为一种可选的实施方式，所述驱动放大器控制电路具体用于在所述配置信号的发射功率小于预设阈值时，控制所述驱动放大器为断开状态；在所述配置信号的发射功率大于阈值时，控制电路控制所述驱动放大器为工作状态。
示例性地，若发射功率的预设阈值可以为1W，当配置信号的发射功率小于1W时，驱动放大器控制电路控制驱动放大器处于断开状态，进而放大器电路的总增益为-3dB；若当配置信号的发射功率大于1W时，驱动放大器控制电路控制驱动放大器处于工作状态，若驱动放大器的增益为20dB，进而放大器电路的总增益为17dB；或者，也可以根据配置信号设置不同的阈值段，例如，可以在当配置信号的发射功率大于1W且小于10W时，驱动放大器控制电路控制驱动放大器处于工作状态，本实施例不做具体限定。
上述实施例中，驱动放大器电路包括驱动放大器和驱动放大器控制电路；驱动放大器的输入端与驱动放大器控制电路的输出端连接；驱动放大器控制电路用于根据所述配置信号控制驱动放大器的运行转态，由于可以通过驱动放大器电路对放大器电路的增益进行调节，进而在发射功率调整范围较大时，可有效提高发射信号的信噪比。
在其中一个实施例中，所述驱动放大器控制电路控制所述驱动放大器工作状态转换时间在10～30ms范围内。通过将驱动放大器控制电路控制驱动放大器工作状态转换时间控制在10～30ms范围内，可以从一定程度确保电路的安全性。
在其中一个实施例中，所述功率分配器为3dB微带电桥电路。其中，3dB电桥也叫同频合路器，它能够沿传输线路某一确定方向上对传输功率连续取样，能将一个输入信号分为两个互为等幅且具有90°相位差的信号，可以提高输出信号的利用率，可应用室内覆盖系统中对基站信号的分路与合路等，本实施例中的3dB微带电桥电路用于实现输出信号的等功率分配。
在其中一个实施例中，所述电桥电路为3dB微带电桥电路。具体地，本实施例中的3dB微带电桥电路的作用是将两种信号进行耦合成一路信号输出的电器件。
可选地，所述通路电路的输出信号功率等于所述通路电路的输入信号功率。
可选地，通路电路和驱动放大器电路之间的隔离度大于20dB，通过控制通路电路和驱动放大器电路之间的隔离度大于20dB，可以避免通路电路和驱动放大器电路两路信号的相互干扰。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种发射机，所述发射机包括如上述任一实施例所述的放大器电路。
具体地，发射机包括如上述任一实施例所述的放大器电路11外，还包括发射上变频单元5、电调衰减器6、第二功率放大器8、功率检波电路9和射频功率控制电路10，其中，将放大器电路11代替传统的第一功率放大器，为第一级射频功率放大器，用于放大射频信号。
如图4所示，传统的发射机包含发射上变频单元5、电调衰减器6、第一功率放大器7、第二功率放大器8、功率检波电路9和射频功率控制电路10。其中，第一功率放大器7为第一级射频功率放大器，用于放大射频信号；发射上变频单元5用于把中频信号上变频到射频频率，并进行信号滤波以及功率放大处理；电调衰减器6用于对射频链路进行增益控制；第二功率放大器8作为第二级射频功率放大器，决定发射机的最大发射功率；功率检波电路9用于对射频功率的检测；射频功率控制电路10用于根据功率检波电路检测到的信号强度大小与产品的配置功率差异，调节电调衰减器，保证发射机的输出功率精度。
由于上述实施例中提供的发射机包括如上述任一实施例所述的放大器电路，由于可以通过驱动放大器电路对放大器电路的增益进行调节，进而在发射功率调整范围较大时，尤其在发射功率较小时，可有效提高发射信号的信噪比。
在其中一个实施例中，提供了在38GHz微波收发信机发射链路验证放大器电路对发射信噪比改善的情况，对比微波收发信机输出功率较小时的发射信噪比，测试时的发射机输出功率-4dBm，56MHz频谱带宽。
如图5所示，图5是传统发射机测试结果示意图，对应图4的传统发射机示意图。其中：第一功率放大器以及功率放大器引入的噪声计算为：
-174+4+20+21＝-129dBm/Hz＝-51.5dBm/56MHz，
进而，传统发射机信噪比为-4-51.5＝48.5dB。
图6是具有放大器电路的发射机测试结果示意图，对应图3的具有放大器电路的发射机示意图，放大器电路以及功率放大器引入的噪声计算为：
-174+7+21＝-144dBm/Hz＝-66.5dBm/56MHz
进而，本申请的发射机信噪比为-4-66.5＝62.5dB。
上述实施例提供的传统发射机和具有放大器电路的发射机对发射信噪比改善的情况，可以明显看出，具有放大器电路的发射机对发射信噪比具有明显的改善效果。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种放大器电路，其特征在于，所述放大器电路包括：功率分配器、通路电路、电桥电路和驱动放大器电路；所述功率分配器的输出端分别与所述通路电路的输入端和所述驱动放大器电路的输入端连接；所述通路电路的输出端与所述电桥电路的第一输入端连接；所述驱动放大器电路的输出端与所述电桥电路的第二输入端连接；
所述驱动放大器电路用于根据预设的配置信号控制所述驱动放大器电路的运行状态；所述运行状态包括工作状态或断开状态；
所述功率分配器用于将输入信号等功率分配给所述通路电路和所述驱动放大器电路；
所述电桥电路用于将所述通路电路和所述驱动放大器电路的两路信号合成为一路输出信号。
2.根据权利要求1所述的放大器电路，所述驱动放大器电路包括驱动放大器和驱动放大器控制电路；所述驱动放大器的输入端与所述驱动放大器控制电路的输出端连接；
所述驱动放大器控制电路用于根据所述配置信号控制所述驱动放大器的运行转态。
3.根据权利要求2所述的放大器电路，其特征在于，所述驱动放大器控制电路具体用于在所述配置信号的发射功率小于预设阈值时，控制所述驱动放大器为断开状态；在所述配置信号的发射功率大于阈值时，控制电路控制所述驱动放大器为工作状态。
4.根据权利要求2或3所述的放大器电路，其特征在于，所述驱动放大器控制电路控制所述驱动放大器工作状态转换时间在10～30ms范围内。
5.根据权利要求1-3任一项所述的放大器电路，其特征在于，所述功率分配器为3dB微带电桥电路。
6.根据权利要求1-3任一项所示的放大器电路，其特征在于，所述电桥电路为3dB微带电桥电路。
7.根据权利要求1-3任一项所述的放大器电路，其特征在于，所述通路电路为微带线通路。
8.根据权利要求1-3任一项所述的放大器电路，其特征在于，所述通路电路的输出信号功率等于所述通路电路的输入信号功率。
9.根据权利要求1-3任一项所述的放大器电路，其特征在于，所述通路电路和所述驱动放大器电路之间的隔离度大于20dB。
10.一种发射机，其特征在于，所述发射机包括如权利要求1至9中任一项所述的放大器电路。
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