CN201219249Y - 航空数据链大功率宽频带线性功率放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种航空数据链大功率宽频带线性功率放大器，它包括自动增益电平控制ALC及调幅调制电路，自动增益电平控制ALC及调幅调制电路的输入端连接射频已调制信号，其输出端与前级预放大电路相连接，前级预放大电路与前级推动放大电路相连，前级推动放大电路与该电路的工作点设置电路I相连，前级推动放大电路的输出端与功率分配电路相连，功率分配电路的输出端与至少两个末级放大电路相连接，至少两个末级放大电路并联后均与功率合成电路相连；末级放大电路均配置有工作点设置电路。由于采用先进的传输线变压器技术，用作功率合成器和分配器，具有体积小，功率大的优点，且不平度为0.1dB，隔离度达到25dB～30dB。

Description

航空数据链大功率宽频带线性功率放大器

技术领域

本实用新型涉及一种功率放大器，具体地说是涉及一种航空数据链大功率宽频带线性功率放大器。

背景技术

我国航空对空指挥通信系统，一直以来都是模拟信号通信。虽然应用了数字电路技术，但不能传输数据链。不管是调幅AM、调频FM、单边带调制SSB都是模拟通信，其功率放大器都是非线性功率放大器。国内有些厂家和研究所也在研制线性功率放大器，但也只限于10～20W，没有连续功率150W，峰值功率270W的线性功率放大器。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种大功率的航空数据链宽频带线性功率放大器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型包括自动增益电平控制ALC及调幅调制电路，上述自动增益电平控制ALC及调幅调制电路的输入端连接射频已调制信号，其输出端与前级预放大电路相连接，前级预放大电路与前级推动放大电路相连，上述的前级推动放大电路与该电路的工作点设置电路I相连，前级推动放大电路的输出端与功率分配电路相连，上述功率分配电路的输出端与至少两个末级放大电路相连接，至少两个末级放大电路并联后均与功率合成电路相连；上述的末级放大电路均配置有工作点设置电路。

上述的射频已调制信号为超高频信号。

上述的射频已调制信号为甚高频信号。

在前级推动放大电路和末级放大电路中，均采用射频微波LDMOS场效应管作为功率放大器。

上述自动增益电平控制ALC及调幅调制电路中的调幅调制电路为普通AM调幅调制电路，且与自动增益电平控制ALC电路相连接。

上述自动增益电平控制ALC及调幅调制电路中的调幅调制电路为普通AM调幅调制电路，且与自动增益电平控制ALC电路相连接。

上述的前级推动放大电路的工作点设置电路I和末级放大电路的工作点设置电路均分别连接一键通PTT控制电路。

上述的前级推动放大电路的工作点设置电路I和末级放大电路的工作点设置电路均分别连接一键通PTT控制电路。

采用上述技术方案的本实用新型，由于采用了先进的传输线变压器技术，用作功率合成器和分配器，具有体积小，功率大的优点，且不平度为0.1dB，隔离度达到25dB～30dB。同时，采用了新型射频微波LDMOS场效应管作为功率放大器。它拥有输出功率大、线性好、工作稳定、可靠等优点。尤其是在末级放大电路中，采用双子星座封装的高频大功率管，可以很容易设计成推挽电路，能有效抑制偶次谐波，提高了电磁兼容性。另外，本实用新型采用了微带电路设计技术作为功率合成和放大器。综上，本实用新型填补了国内100MHZ～400MHZ航空数据链传输的空白，能很好地应用在军用数据通信的关键模块中。它不仅处于国内科技领先水平，而且具有很强的生命力，市场前景良好。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型实施例1的电路图；

图3为本实用新型实施例2的电路图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型包括自动增益电平控制ALC及AM、FM和数字调制接口电路，它与自动增益电平控制ALC电路相连接。且上述自动增益电平控制ALC及AM、FM和数字调制接口电路的输入端连接射频已调制信号，即超高频UHF信号，其输出端与前级预放大电路相连接，前级预放大电路与前级推动放大电路相连，上述的前级推动放大电路与该电路的工作点设置电路I相连，且前级推动放大电路的输出端与功率分配电路相连，功率分配电路的输出端与两个末级放大电路相连接，两个末级放大电路并联后均与功率合成电路相连；两个末级放大电路均配置有工作点设置电路。

在前级推动放大电路和末级放大电路中，均采用射频微波LDMOS场效应管作为功率放大器。另外，前级推动放大电路的工作点设置电路I和两个末级放大电路的工作点设置电路均分别连接PTT控制电路。

如图2所示，为本实用新型超高频UHF270W线性功率放大器的电路图。其具体的工作原理为：

由电台送来的射频已调制信号送到射频输入端XS1，经过由四个二极管VD1～VD4等组成的电调衰减器处理和控制后，送到放大器N1进行放大，经过由电容C8～C13、电感L2、L3组成的滤波器滤波后送到传输线变压器T1，再送到前级推动放大器V1的输入端。电容C17、C18和电阻R14、R15组成前级推动放大器V1的负反馈电路，电容C14、C15、C16和电感L5、L6构成前级推动放大器V1的输入匹配电路，电容C19～C21和电感L7、L8构成前级推动放大器V1的输出匹配电路。变压器T2是前级推动放大器V1的输出传输线变压器。传输线变压器T3、T4、T5、T6组成功率分配电路，它把前级推动放大器V1输出的高频信号分成2路，分别送到末级放大器V2和V3的输入级，去推动末级放大器V2、V3。传输线变压器T7、T8是末级放大器V2的输入阻抗匹配变压器，与电容C28一起完成末级放大器V2的输入阻抗匹配。传输线变压器T9、T 10是末级放大器V2的输出阻抗匹配变压器，与电容C29、C30一起完成末级放大器V2的输出阻抗匹配。变压器T13、T14是末级放大器V3的输入阻抗匹配变压器，与电容C46一起完成输入阻抗匹配，变压器T15、T16是末级放大器V3的输出阻抗匹配变压器，与电容C47、C48一起完成V3的输出阻抗匹配。变压器T11、T12、T17、T18、T20是该功率放大器的输出功率合成电路，完成末级放大器V2、V3功率输出的合成，最后通过XS2把高频功率信号输送到电台去。

其外围的辅助电路包括：

工作点设置电路：三极管V6和有关电阻电容构成放大器N1的工作电压设置电路。三极管V7、V8和二极管VD14～VD18与有关电阻电容组成前级推动放大器V1的工作点设置电路I，能够起到稳定和保护的作用。三极管V9、V10、二极管VD21～VD25和有关电阻电容构成末级放大器V2的工作点设置电路，同样起到稳定与保护的作用。三极管V11、V12和二极管VD27～VD31和有关电阻电容构成末级放大器V3工作点设置电路。上述的前级推动放大器V1的工作点设置电路I和末级放大器V2，V3的工作点设置电路均为本领域普通技术人员所熟知的技术。

VALC和一键通PTT控制电路：VALC电压由电台给出，一般为2～7V。改变该电压的数值可以改变二极管VD1～VD4电调衰减器的衰减量，达到控制电台输出功率的目的。而VALC电压的有、无是一键通PTT的控制电压。有VALC电压时可以使放大器N1的工作电压和前级推动放大器V1、末级放大器V2、V3的工作点电压相加，功放工作，有功率输出。无VALC电压时，放大器N1的电源电压和前级推动放大器V1、末级放大器V2、V3的工作点电压为零，功放不工作，无功率输出。该电压由电台提供。有VALC电压时，电台处于发射状态，功放有功率输出。无VALC电压时，电台处于接收状态、发射机不工作，功放无功率输出。该电压就是电台收发键控电压。

温度控制电路：稳压管VD19、VD20和ST1等有关电路组成该功率放大器的温度控制电路。通过ST1输出的直流电压大小来指示功放的工作温度，该电压送到电台上去，用来检测功放的工作温度，通过电台实施对功放的保护。

前级推动放大器V1、末级放大器V2，V3是新型射频LDMOS场效应管，是21世纪最新设计的射频微波大功率器件，它拥有输出功率大、线性好、工作稳定可靠等优点。前级推动放大器V1、末级放大器V2、V3均是双子星座封装的高频大功率管，可以很容易设计成推挽电路，能有效抑制偶次谐波，提高电磁兼容性。

电台供给的28V电源是通过馈通滤波器送到功放来的，加上采用了新型抗EMI材料，也可有效提高该功放的电磁兼容特性。

实施例2

如图1所示，本实用新型包括自动增益电平控制ALC及AM、FM和数字调制接口电路，它与自动增益电平控制ALC电路相连接。且上述自动增益电平控制ALC及AM、FM和数字调制接口电路的输入端连接射频已调制信号，即超高频VHF信号，其输出端与前级预放大电路相连接，前级预放大电路与前级推动放大电路相连，上述的前级推动放大电路与该电路的工作点设置电路I相连，且前级推动放大电路的输出端与功率分配电路相连，功率分配电路的输出端与两个末级放大电路相连接，两个末级放大电路并联后均与功率合成电路相连；两个末级放大电路均配置有工作点设置电路。

在前级推动放大电路和末级放大电路中，均采用射频微波LDMOS场效应管作为功率放大器。另外，前级推动放大电路的工作点设置电路I和两个末级放大电路的工作点设置电路均分别连接一键通PTT控制电路。

如图3所示，为本实用新型超高频VHF270W线性功率放大器的电路图。其具体的工作原理为：

由电台送来的射频和已调制信号送到射频输入端XS1，经过由四个二极管1VD13～1VD16等组成的电调衰减器处理和控制后，送到放大器1N1进行放大，经过由电容1C54～1C58、电感1L1、1L2组成的滤波器滤波后送到传输线变压器1T5，也送到前级推动放大器1V6的输入端，电容1C62和电阻1R70构成前级推动放大器1V6的负反馈电路，电容1C59、1C60和电感1L4是前级推动放大器1V6的输入匹配电路，电容1C63～1C65和1L9是其输出匹配电路，变压器1T6是前级推动放大器1V6输出传输线变压器。变压器1T7、1T8、1T9、1T10传输线变压器组成功率分配电路，把前级推动放大器1V6输出的高频信号分成2路，分别送到末级放大器1V9、1V10的输入级，去推动末级放大器1V9、1V10。变压器1T1、1T2是末级放大器1V9的输入阻抗匹配变压器，且与电容1C27一起完成末级放大器1V9的输入阻抗匹配。变压器1T3、1T4是末级放大器1V9的输出阻抗匹配变压器，且与电容1C30、1C31、1C32一起完成末级放大器1V9的输出阻抗匹配。变压器1T11、1T12是末级放大器1V10的输入阻抗匹配变压器，且与电容1C85一起完成末级放大器1V10的输入阻抗匹配，变压器1T13、1T14是末级放大器1V10的输出阻抗匹配变压器，且与电容1C89、1C90、1C94一起完成末级放大器1V10的输出阻抗匹配。变压器1T15、1T16、1T17、1T18是该功放的输出功率合成电路，完成末级放大器1V9、1V10功率输出的合成，最后通过XS2把放大了的高频功率信号输送到电台去。

其外围辅助电路包括：

工作点设置电路：三极管1V3和有关电阻电容是放大器1N1的工作电压设置电路。三极管1V4、1V5和二极管1VD18～1VD21与有关电阻电容组成前级推动放大器1V6工作点设置电路I，起稳定工作和保护作用。三极管1V7、1V8和二极管1VD23～1VD26和有关电阻电容构成末级放大器1V9工作点设置电路，同样起到稳定与保护作用。三极管1V11、1V12和二极管1VD29～1VD32和有关电阻电容构成末级放大器1V10工作点设置电路。上述的前级推动放大器1V6的工作点设置电路I和末级放大器1V9，1V10的工作点设置电路均为本领域普通技术人员所熟知的技术。

VALC和一键通PTT控制电路：VALC电压由电台给出，一般为2～7V。改变该电压的数值可以改变二极管1VD13～1VD16电调衰减器的衰减量，达到控制电台输出功率的目的。而VALC电压的有、无是一键通PTT的控制电压。有VALC电压时可以使放大器1N1的工作电压和前级推动放大器1V6、末级放大器1V9、1V10的工作点电压相加，功放工作，有功率输出。无VALC电压时，放大器N1的电源电压和前级推动放大器V6、末级放大器V9、V10的工作点电压为零，功放不工作，无功率输出。该电压由电台提供，有VALC电压时，电台处于发射状态，功放有功率输出。无VALC电压时，电台处于接收状态、发射机不工作，功放无功率输出。该电压就是电台收发键控电压。

温度控制电路：稳压管1VD1、1VD2和ST1等有关电路组成该功放的温度控制电路，通过ST1输出的直流电压大小来指示功放的工作温度，该电压送到电台上去，用来检测功放的工作温度，通过电台实施对功放的保护。

前级推动放大器1V6和末级放大器1V9、1V10是新型射频LDMOS场效应管，是21世纪最新设计的射频微波大功率器件，它拥有输出功率大、线性好、工作稳定可靠等优点。尤其末级放大器1V9、1V10均是双子星座封装的高频大功率管，可以很容易设计成推挽电路，能有效抑制偶次谐波，提高电磁兼容性。

电台供给的28V电源是通过馈通滤波器送到功放来的，加上采用了新型抗EMI材料，也可有效提高该功放的电磁兼容特性。

Claims (8)

1、一种航空数据链大功率宽频带线性功率放大器，它包括自动增益电平控制ALC及调幅调制电路，所述自动增益电平控制ALC及调幅调制电路的输入端连接射频已调制信号，其输出端与前级预放大电路相连接，前级预放大电路与前级推动放大电路相连，所述的前级推动放大电路与该电路的工作点设置电路I相连，其特征在于：前级推动放大电路的输出端与功率分配电路相连，所述功率分配电路的输出端与至少两个末级放大电路相连接，至少两个末级放大电路并联后均与功率合成电路相连；所述的末级放大电路均配置有工作点设置电路。

2、根据权利要求1所述的航空数据链大功率宽频带线性功率放大器，其特征在于：所述的射频已调制信号为超高频信号。

3、根据权利要求1所述的航空数据链大功率宽频带线性功率放大器，其特征在于：所述的射频已调制信号为甚高频信号。

4、根据权利要求1所述的航空数据链大功率宽频带线性功率放大器，其特征在于：在所述的前级推动放大电路和末级放大电路中，均采用射频微波LDMOS场效应管作为功率放大器。

5、根据权利要求1或2或4所述的航空数据链大功率宽频带线性功率放大器，其特征在于：所述自动增益电平控制ALC及调幅调制电路中的调幅调制电路为普通AM调幅调制电路，且与自动增益电平控制ALC电路相连接。

6、根据权利要求1或3或4所述的航空数据链大功率宽频带线性功率放大器，其特征在于：所述自动增益电平控制ALC及调幅调制电路中的调幅调制电路为普通AM调幅调制电路，且与自动增益电平控制ALC电路相连接。

7、根据权利要求5所述的航空数据链大功率宽频带线性功率放大器，其特征在于：所述的前级推动放大电路的工作点设置电路I和末级放大电路的工作点设置电路均分别连接一键通PTT控制电路。

8、根据权利要求6所述的航空数据链大功率宽频带线性功率放大器，其特征在于：所述的前级推动放大电路的工作点设置电路I和末级放大电路的工作点设置电路均分别连接一键通PTT控制电路。

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