CN201499136U - P波段自选频线性功率放大器 - Google Patents
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Abstract
一种P波段自选频线性功率放大器，包括选频滤波模块、放大模块、数控衰减模块、滤波模块、自动电平控制模块、输出隔离模块、检测模块、控制模块；选频滤波模块，在功放的输入端采用窄带低插损声表滤波器进行滤波，两个滤波器中心频率分别为458MHz和468MHz，带宽6MHz，以此构成两个通道，然后将两个单刀双掷射频开关分别串联在滤波器两侧；结合输入功率检测电路，通过单片机控制开关的切换来选择滤波通道，实现自动选频功能；放大模块采用三级放大结构，高增益放大器作为第一级放大，具有高输出三阶截点值的放大器作为推动级放大，末级功放采用输出功率达到60W的金属氧化物半导体场效管高功率放大器，系统总增益最高60dB。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种功率放大器，尤其涉及一种P波段自选频线性功率放大器，属于无线通讯领域。
背景技术
在铁路对讲通信中，往往由基站功放系统的杂散抑制度和线性度不高的缘故，而使通信易受干扰、通话质量低。在2007年11月28日公开的中国专利《一种预失真器及采用该预失真器的TD-SCDMA功放模块》(公开号CN101079644)采用预失真环路对消后可以获得较好的线性改善，但是其系统复杂，成本高。在2008年9月10日公开的中国专利《功放管线性提高装置》(公开号CN201112388)采用回退方式提高线性度，但是其邻道抑制能力没有改善。
实用新型内容
1、本实用新型所要解决的技术问题：
为了能够实现铁路对讲通信基站用功率放大系统自动选择工作频率，同时具有高杂散抑制度和高线性度，本实用新型提供了一种P波段自选频线性功率放大器。
2、技术方案：
本实用新型包括选频滤波模块、放大模块、数控衰减模块、滤波模块、自动电平控制模块、输出隔离模块、检测模块、控制模块；
选频滤波模块，在功放的输入端采用窄带低插损声表滤波器进行滤波，两个滤波器中心频率分别为458MHz和468MHz，带宽6MHz，以此构成两个通道，然后将两个单刀双掷射频开关分别串联在滤波器两侧；结合输入功率检测电路，通过单片机控制开关的切换来选择滤波通道，实现自动选频功能；
放大模块采用三级放大结构，采用高增益放大器作为第一级放大，选择具有高输出三阶截点值的放大器作为推动级放大，为提高系统的线性度提高良好的基础，末级功放采用输出功率达到60W的金属氧化物半导体场效管(MOSFET)高功率放大器，系统总增益最高60dB，为了提高系统的线性度，采用功率回退的方式；
数控衰减模块，在一级放大器之后，选用IP3大于30dB的单片数控衰减器；
滤波模块，放大链路的二级放大和末级放大中间加入宽带声表滤波器；
自动电平控制模块(ALC)，选用∏型压控衰减器与输出功率检测电路和电压比较电路构成自动电平控制电路；
输出隔离模块采用铁氧体环行器；
检测模块，包括输入功率检测、输出功率检测、反射功率检测和温度检测；输入功率检测在一级放大之后采用电容耦合出一部分射频功率，输出功率监测在末级功放后采用30dB微带线定向耦合器耦合出一部分功率，反射功率监测模块在环行器隔离端监测反射功率，这三个模块都分别采用对数运算放大器检测相应的功率电平，然后经单片机的不同通道经模/数转换器采集后得到功率值；将所检测的反射功率电压值与由对数运算放大器检测的输出功率电压值进行比较实现驻波检测；温度检测采用单片集成的温度传感器检测电压，然后由单片机内部集成的8位模/数转换器采样后得到温度值，温度采样和输出功率采样是经单片机的不同输入通道以时间轮循的方式共用一个模/数转换器；
控制模块，单片机作为控制模块，负责数据采集、模块控制和通信控制；单片机采用RS485标准接口作为外部控制接口与上位机进行通信，实现对功放系统的设置和监测。
3、有益效果：
本实用新型能够根据输入频率自动切换滤波通道，带外抑制度达到-70dBc，在输出功率37dBm时，系统三阶互调抑制度可以达到-40dBc。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
功放工作频率范围为457MHz～459MHz和467MHz～469MHz，在1mm厚环氧树脂板上制作电路板。本P波段自选频线性功率放大器包括选频滤波模块、放大模块、数控衰减模块、滤波模块、自动电平控制模块、输出隔离模块、检测模块、控制模块。其连接结构如图1所示。
选频滤波模块，在功放的输入端采用窄带低插损声表滤波器进行滤波，两个滤波器中心频率分别为458MHz和468MHz，带宽6MHz，以此构成两个通道，然后将两个单刀双掷射频开关分别串联在滤波器两侧。结合输入功率检测电路，通过单片机控制开关的切换来选择滤波通道，实现自动选频功能。
放大模块采用三级放大结构，采用高增益放大器作为第一级放大，选择具有高输出三阶截点值的放大器作为推动级放大(即二级放大)，为提高系统的线性度提高良好的基础，末级功放(即末级放大)采用输出功率达到60W的金属氧化物半导体场效管(MOSFET)高功率放大器，系统总增益最高60dB，为了提高系统的线性度，采用功率回退的方式，在输出功率37dBm时，系统三阶互调抑制度可以达到-40dBc。
数控衰减模块，在一级放大器之后，选用IP3大于30dB的单片数控衰减器。
滤波模块，放大链路的二级放大和末级放大中间加入宽带声表滤波器，提高对带外杂散的抑制。
自动电平控制模块(ALC)，选用∏型压控衰减器与输出功率检测电路和电压比较电路构成自动电平控制电路。
输出隔离模块采用铁氧体环行器。
检测模块，包括输入功率检测、输出功率检测、反射功率检测和温度检测。输入功率检测在一级放大之后采用电容耦合出一部分射频功率，输出功率监测在末级功放后采用30dB微带线定向耦合器耦合出一部分功率，反射功率监测模块在环行器隔离端监测反射功率，这三个模块都分别采用对数运算放大器检测相应的功率电平，然后经单片机的不同通道经模/数转换器采集后得到功率值。将所检测的反射功率电压值与由对数运算放大器检测的输出功率电压值进行比较实现驻波检测。温度检测采用单片集成的温度传感器检测电压，然后由单片机内部集成的8位模/数转换器采样后得到温度值，温度采样和输出功率采样是经单片机的不同输入通道以时间轮循的方式共用一个模/数转换器。
控制模块，单片机作为控制模块，负责数据采集、模块控制和通信控制。单片机采用RS485标准接口作为外部控制接口与上位机进行通信，实现对功放系统的设置和监测。
Claims (1)
1.一种P波段自选频线性功率放大器，其特征在于：包括选频滤波模块、放大模块、数控衰减模块、滤波模块、自动电平控制模块、输出隔离模块、检测模块、控制模块；
选频滤波模块，在功放的输入端采用窄带低插损声表滤波器进行滤波，两个滤波器中心频率分别为458MHz和468MHz，带宽6MHz，以此构成两个通道，然后将两个单刀双掷射频开关分别串联在滤波器两侧；结合输入功率检测电路，通过单片机控制开关的切换来选择滤波通道，实现自动选频功能；
放大模块采用三级放大结构，采用高增益放大器作为第一级放大，选择具有高输出三阶截点值的放大器作为推动级放大，为提高系统的线性度提高良好的基础，末级功放采用输出功率达到60W的金属氧化物半导体场效管(MOSFET)高功率放大器，系统总增益最高60dB，为了提高系统的线性度，采用功率回退的方式；
数控衰减模块，在一级放大器之后，选用IP3大于30dB的单片数控衰减器；
滤波模块，放大链路的二级放大和末级放大中间加入宽带声表滤波器；
自动电平控制模块(ALC)，选用П型压控衰减器与输出功率检测电路和电压比较电路构成自动电平控制电路；
输出隔离模块采用铁氧体环行器；
检测模块，包括输入功率检测、输出功率检测、反射功率检测和温度检测；输入功率检测在一级放大之后采用电容耦合出一部分射频功率，输出功率监测在末级功放后采用30dB微带线定向耦合器耦合出一部分功率，反射功率监测模块在环行器隔离端监测反射功率，这三个模块都分别采用对数运算放大器检测相应的功率电平，然后经单片机的不同通道经模/数转换器采集后得到功率值；将所检测的反射功率电压值与由对数运算放大器检测的输出功率电压值进行比较实现驻波检测；温度检测采用单片集成的温度传感器检测电压，然后由单片机内部集成的8位模/数转换器采样后得到温度值，温度采样和输出功率采样是经单片机的不同输入通道以时间轮循的方式共用一个模/数转换器；
控制模块，单片机作为控制模块，负责数据采集、模块控制和通信控制；单片机采用RS485标准接口作为外部控制接口与上位机进行通信，实现对功放系统的设置和监测。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102611396A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-25 | 中国科学院空间科学与应用研究中心 | 一种微波固态功率放大器 |
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| CN107526011A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-12-29 | 湖南时变通讯科技有限公司 | 一种大功率微放电功率加载系统 |
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2009
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