CN201252518Y - 大功率固态功率放大器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大功率固态功率放大器装置，它涉及通信领域中VHF波段信道部分的功率放大器装置。它由射频输入电路、功率放大器、收发开关、射频输出电路、电源、冷却单元、监控电路等部件组成。本实用新型采用了模块化电路、集成化电路、热设计结构，完成了大功率的合成、具有非常小的体积，使功放具有过热保护和反射保护、快速开关功能及很高的收发隔离度。本实用新型还具有小型化、固态化、高线性、高可靠性和长寿命等特点。特别适用于VHF波段半双工的突发通信或流星余迹通信系统中作功率放大器装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信领域中的一种大功率固态功率放大器装置，特别适用于VHF波段半双工的突发通信或流星余迹通信系统中作功率放大器装置。
背景技术
目前在VHF频段使用的功率放大器有很多类型，但是它们的开关速度，收发隔离度等性能较差，技术指标上都存在很大的差距，很难满足应用在流星余迹通信中，实现半双工通信方式。另外现有使用的大功率功放其体积都比较大，很难应用到小体积的机箱当中。不能满足小型大功率的通信设备的使用要求。
发明内容
本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种开关速度快、收发隔离度高、体积小、功率大的大功率固态功率放大器装置。本实用新型功率放大器的电源除了直接可以用市电和油机发电外，还可以使用机动车上的电瓶供电，使设备的应用场合更广泛。另外还具有小型化、固态化、可靠性高和寿命长等特点。设备结构体积小、重量轻，既可车载，又可人工搬移使，大大提高了系统的机动性。
本实用新型的目的是这样实现的：
它包括电源1、功率放大器2、收发开关组件3监控单元4、冷却单元5，其中电源1输出端口1连接功率放大器2入端口4，出入端口2连接监控单元4出入端口1，输出端口3连接冷却单元5入端口1，出端口4输出+V1电压端与各部件相应的电源端连接；功率放大器2入端口1连接射频输入A端口，出端口2连接收发开关组件3入端口1，入端口3连接监控单元4出端口4；收发开关组件3出端口2连接射频输出B端口，出端口3连接接收机输入C端口，入端口4并接监控单元4的出端口4，出端口5、6分别连接监控单元4入端口2、3。
本实用新型功率放大器2包括一级放大电路6、开关电路7、二级放大电路8、分路器9、三级放大电路10、合路器11、开关控制电路12，其中一级放大电路6入端1脚连接射频输入A端口，出端2脚依次串接开关电路7、二级放大电路8出入端1、2脚后与分路器9入端1脚连接；开关电路7的入端3脚与监控单元4出端口4、开关控制电路12入端2脚并接；二级放大电路8入端3脚与开关控制电路12出端1脚连接，分路器9出端2、3脚分别与三级放大电路10入端1、2脚连接，三级放大电路10出端3、4脚分别与合路器11入端1、2脚连接；合路器11出端3脚连接收发开关组件3入端口1；一级放大电路6出端3脚、二级放大电路8出端4脚、三级放大电路10出端5脚、开关控制电路12的出端3脚分别与电源1出端+V1电压端连接，其各入端6脚与地端连接。
本实用新型收发开关组件3包括功率检测电路13、大功率开关电路14、开关驱动电路15，其中功率检测电路13入端1脚连接功率放大器2的出端口2，出端2脚连接大功率开关电路14的入端1脚，大功率开关电路14的出端2脚连接射频输出B端口，出端3脚连接接收机输入C端口，入端4脚连接开关驱动电路15出端2脚；开关驱动电路15入端口1脚连接监控单元4出端口4，出端3脚与电源1的出端+V1电压端连接，入端6脚接地端。
本实用新型相比背景技术具有如下优点：
1.本实用新型功率放大器2采用了大功率模块化技术，提高了发射功率及可靠性，提高了功放的使用寿命，缩短了维修时间。
2.本实用新型功率放大器2采用了组合电路设计，提高了收发隔离度，可达到80分贝，在大功率发射的同时不会影响接收机的接收门限，提高了设备的接收灵敏度的性能指标。
3、本实用新型功率放大器2采用了组合电路设计，使得功放快速开关速度快，节省信号带宽，降低误码率等，提高系统的通信可靠性。
4.本实用新型功率放大器的电源除了直接可以用市电和油机发电外，还可以使用机动车上的电瓶供电，使设备的应用场合更广泛。另外还具有小型化、固态化、可靠性高和寿命长等特点。设备结构体积小、重量轻，既可车载，又可人工搬移使，大大提高了系统的机动性。
附图说明
图1是本实用新型原理方框图。
图2是本实用新型功率放大器2实施例的电原理图。
图3是本实用新型收发开关组件3实施例的电原理图。
具体实施方式
参照图1至图3，本实用新型由电源1、功率放大器2、收发开关组件3、冷却单元4、监控单元5组成。图1是本实用新型的电原理方框图，实施例按图1连接线路。其中电源1的作用是给功率放大器2、收发开关组件3、监控单元4以及冷却单元5供电，提供各部件的直流工作电压，实施例采用市售集成稳压直流电源模块制作，其提供给功率放大器2、收发开关组件3及输出+V1电压均为+24V。
本实用新型功率放大器2的作用是将射频输入的小信号放大到通信所需的大信号，完成功率放大。功率放大器2包括一级放大电路6、开关电路7、二级放大电路8、分路器9、三级放大电路10、合路器11、开关控制电路12，图2是本实用新型功率放大器2的电原理图，实施例按图2连接线路。其中上变频器输出的已调制激励信号输入一级放大电路6放大到一定电平，然后再将放大后的信号送给开关电路7，开关电路7以保证收发切换时功放的关断深度。信号经过开关电路7后依次输入二级放大电路8和分路器9，经过再次放大后将信号分为等幅同向的2路信号，分别送给三级放大电路10放大后，再输入合路器11将两路放大的信号进行合成一路信号输出，完成对激励信号的放大功能。实施例分路器6、合路器11采用市售的通用部件制作。一级放大电路6、开关电路7、二级放大电路8、三级放大电路10、开关控制电路12均由自制的相应部件模块制作。
本实用新型收发开关组件3在完成收发切换的同时，完成对输出和反射功率的检测，它由功率检测电路13、大功率开关电路14、开关驱动电路15组成，图3是本实用新型收发开关组件3的电原理图，实施例按图3连接线路。图3中经功放2放大的信号送到功率检测电路13，通过耦合电路完成对输出功率和反射功率的检测，主信号通过功率检测电路13后，送给大功率开关电路14，监控单元4的收发控制信号通过开关驱动电路15，对大功率开关电路14进行收发控制，从而完成半双工的通信功能。实施例功率检测电路13、大功率开关电路14、开关驱动电路15均采用自制的相应部件模块制作。
本实用新型监控单元4的作用是配合功放完成显示和综合控制等功能。冷却单元5的作用是快速的将功率放大器2的热损耗功率从功放散发到空气中。实施例冷却单元5采用2个高转速小尺寸的风扇及大面积以铜板辅助散热的散热器制作。
本实用新型的工作原理如下：电源1给功率放大器2、收发开关组件3、监控单元4和冷却单元5供电，功率放大器2把射频输入端口A的信号放大到额定电平后输入至收发开关组件3，监控单元4配合功率放大器2和收发开关组件3完成对半双工通信方式信号的发送和接收，发信号通过射频输出端口B输入至天线，收信号通过端口C输入至接收机，冷却单元5把功率放大器2和大功率开关电路14耗散的热量及时冷却，监控单元4与电源1、功率放大器2和冷却单元5相互配合完成电路的控制及保护功能。
本实用新型安装结构如下：把图1至图3中除电源1外的各部件安装在一个标准的1U机箱中。功率放大器2和收发开关组件3安装在一个长380mm、宽165mm、高15mm的散热器上。监控单元4安装在机箱内一块印制板上。电源1和机箱内其他设备的电源安装在另外一个个2U的机箱内。冷却单元5的2个风扇、射频输出A端口、电源插座、监控接口和接地柱各连接插座均安装机箱的后面板上，接收机输入C端口直接连接接收机，组装成本实用新型。
Claims (3)
1.一种大功率固态功率放大器装置，它包括电源(1)、监控单元(4)、冷却单元(5)，其特征在于：还包括功率放大器(2)、收发开关组件(3)，其中电源(1)输出端口1连接功率放大器(2)入端口4，出入端口2连接监控单元(4)出入端口1，输出端口3连接冷却单元(5)入端口1，出端口4输出+V1电压端与各部件相应的电源端连接；功率放大器(2)入端口1连接射频输入A端口，出端口2连接收发开关组件(3)入端口1，入端口3连接监控单元(4)出端口4；收发开关组件(3)出端口2连接射频输出B端口，出端口3连接接收机输入C端口，入端口4并接监控单元(4)的出端口4，出端口5、6分别连接监控单元(4)入端口2、3。
2.根据权利要求1所述的大功率固态功率放大器装置，其特征在于：功率放大器(2)包括一级放大电路(6)、开关电路(7)、二级放大电路(8)、分路器(9)、三级放大电路(10)、合路器(11)、开关控制电路(12)，其中一级放大电路(6)入端1脚连接射频输入A端口，出端2脚依次串接开关电路(7)、二级放大电路(8)出入端1、2脚后与分路器(9)入端1脚连接；开关电路(7)的入端3脚与监控单元(4)出端口4、开关控制电路(12)入端2脚并接；二级放大电路(8)入端3脚与开关控制电路(12)出端1脚连接，分路器(9)出端2、3脚分别与三级放大电路(10)入端1、2脚连接，三级放大电路(10)出端3、4脚分别与合路器(11)入端1、2脚连接；合路器(11)出端3脚连接收发开关组件(3)入端口1；一级放大电路(6)出端3脚、二级放大电路(8)出端4脚、三级放大电路(10)出端5脚、开关控制电路(12)的出端3脚分别与电源(1)出端+V1电压端连接，其各入端6脚与地端连接。
3.根据权利要求1或2所述的大功率固态功率放大器装置，其特征在于：收发开关组件(3)包括功率检测电路(13)、大功率开关电路(14)、开关驱动电路(15)，其中功率检测电路(13)入端1脚连接功率放大器(2)的出端口2，出端2脚连接大功率开关电路(14)的入端1脚，大功率开关电路(14)的出端2脚连接射频输出B端口，出端3脚连接接收机输入C端口，入端4脚连接开关驱动电路(15)出端2脚；开关驱动电路(15)入端口1脚连接监控单元(4)出端口4，出端3脚与电源(1)的出端+V1电压端连接，入端6脚接地端。
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