CN202696545U

CN202696545U - 一种线性宽带高频功率放大器

Info

Publication number: CN202696545U
Application number: CN 201220375654
Authority: CN
Inventors: 王立炜; 赵小明
Original assignee: Xian University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Xian University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2022-07-30

Abstract

本实用新型公开了一种线性宽带高频功率放大器，包括依次相接的第一级功率放大电路、第一级阻抗匹配电路、第二级功率放大电路和第二级阻抗匹配电路，以及为两级功率放大电路供电的电源模块，第一级功率放大电路和第二级功率放大电路均为甲类功率放大电路，第一级功率放大电路的输入端接有信号输入天线接口J1，第一级阻抗匹配电路由串联的传输线变压器T1和传输线变压器T2构成，第二级阻抗匹配电路由传输线变压器T3构成，传输线变压器T3上接有信号输出天线接口J2。本实用新型结构简单，设计合理，接线方便，能在提高工作频率上限的同时解决带宽问题，谐波分量小，不易对其它频道产生干扰，传输稳定性好，抗干扰能力强，便于推广使用。

Description

一种线性宽带高频功率放大器

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，尤其是涉及一种线性宽带高频功率放大器。

背景技术

现代通信的发展趋势之一是在宽波段工作范围内能采用自动调谐技术，以便于迅速转换工作频率。而目前采用的大多还是调谐放大器，调谐放大器本身就是一种高增益和选频性能好的窄带放大器，与宽波段自动调谐是矛盾的。为了解决此类问题，可以在发射机的中间各级采用宽带高频功率放大器，它不需要调谐回路，就能在很宽的波段范围内获得线性放大。但是，现有技术中的宽带高频功率放大器，最常见的是采用高频磁芯的普通变压器来实现的，可工作在短波波段，而普通变压器上、下限频率的扩展方法是相互制约的。为了扩展下限频率，就需要增大初级线圈电感量，使其在低频段也能取得较大的输入阻抗，如采用高磁导率的高频磁芯和增加初级线圈的匝数，但这样做将使变压器的漏感和分布电容增大，降低了上限频率；为了扩展上限频率，就需要减小漏感和分布电容，如采用低磁导率的高频磁芯和减少线圈的匝数，但这样做又会使下限频率提高，因此，不能在提高工作频率上限的同时解决带宽问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种线性宽带高频功率放大器，其结构简单，设计合理，接线方便，能在提高工作频率上限的同时解决带宽问题，谐波分量小，不易对其它频道产生干扰，传输稳定性好，抗干扰能力强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种线性宽带高频功率放大器，其特征在于：包括依次相接的第一级功率放大电路、第一级阻抗匹配电路、第二级功率放大电路和第二级阻抗匹配电路，以及用于为第一级功率放大电路和第二级功率放大电路供电的电源模块，所述第一级功率放大电路和第二级功率放大电路均为甲类功率放大电路，所述第一级功率放大电路的输入端接有信号输入天线接口J1，所述第一级阻抗匹配电路由传输线变压器T1和传输线变压器T2构成，所述传输线变压器T1的初级线圈的一端与所述第一级功率放大电路的输出端相接，所述传输线变压器T1的初级线圈的另一端和传输线变压器T1的次级线圈的一端均与所述传输线变压器T2的初级线圈的一端相接，所述传输线变压器T2的初级线圈的另一端和传输线变压器T2的次级线圈的一端均与所述第二级功率放大电路的输入端相接；所述第二级阻抗匹配电路由传输线变压器T3构成，所述传输线变压器T3的初级线圈的一端与所述第二级功率放大电路的输出端相接，所述传输线变压器T3的初级线圈的另一端与传输线变压器T3的次级线圈的一端相接且接有信号输出天线接口J2，所述信号输入天线接口J1、传输线变压器T1的次级线圈的另一端、传输线变压器T2的次级线圈的另一端、传输线变压器T3的次级线圈的另一端和信号输出天线接口J2均接地。

上述的一种线性宽带高频功率放大器，其特征在于：所述电源模块由+12V电源，电阻R1，极性电容C1和C2，以及无极性电容C3和C4构成；所述电阻R1的一端、极性电容C2的正极和无极性电容C4的一端均与+12V电源相接，所述电阻R1的另一端与极性电容C1的正极和无极性电容C3的一端相接，所述极性电容C2的负极、无极性电容C4的另一端、极性电容C1的负极和无极性电容C3的另一端均接地。

上述的一种线性宽带高频功率放大器，其特征在于：所述第一级功率放大电路由三极管Q1，电感L1，滑动变阻器RA1，电阻R2、R4、R7、R8和R9，以及无极性电容C5、C7和C10构成；所述三极管Q1的基极与滑动变阻器RA1的一个固定端、无极性电容C7的一端和电阻R8的一端相接，所述无极性电容C7的另一端与电阻R2的一端、电阻R4的一端和电阻R7的一端相接，所述电阻R4的另一端为所述第一级功率放大电路的输入端，所述三极管Q1的发射极与电阻R9的一端和无极性电容C10的一端相接，所述电阻R7的另一端、电阻R8的另一端、电阻R9的另一端和无极性电容C10的另一端均接地，所述三极管Q1的集电极与电感L1的一端和无极性电容C5的一端相接，所述滑动变阻器RA1的另一个固定端、滑动变阻器RA1的滑动端和电感L1的另一端均与极性电容C1的正极相接，所述无极性电容C5的另一端和电阻R2的另一端相接且为所述第一级功率放大电路的输出端。

上述的一种线性宽带高频功率放大器，其特征在于：所述第二级功率放大电路由三极管Q2，电感L2，滑动变阻器RA2，电阻R3、R5、R6和R10，以及无极性电容C6、C8和C9构成；所述三极管Q2的基极与滑动变阻器RA2的一个固定端、无极性电容C8的一端和电阻R6的一端相接，所述无极性电容C8的另一端与电阻R 3的一端和电阻R5的一端相接且为所述第二级功率放大电路的输入端，所述三极管Q2的发射极与电阻R10的一端和无极性电容C9的一端相接，所述电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、电阻R10的另一端和无极性电容C9的另一端均接地，所述三极管Q2的集电极与电感L2的一端和无极性电容C6的一端相接，所述滑动变阻器RA2的另一个固定端、滑动变阻器RA2的滑动端和电感L2的另一端均与+12V电源相接，所述无极性电容C6的另一端和电阻R 3的另一端相接且为所述第二级功率放大电路的输出端。

上述的一种线性宽带高频功率放大器，其特征在于：所述传输线变压器T1的阻抗比、传输线变压器T2的阻抗比和传输线变压器T3的阻抗比均为4:1。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的电路结构简单，设计合理，接线方便。

2、本实用新型由两级功率放大电路和两级阻抗匹配电路构成，两级功率放大电路均工作在甲类状态，两级阻抗匹配电路均由传输线变压器构成，能在提高工作频率上限的同时解决带宽问题，谐波分量小，不易对其它频道产生干扰，传输稳定性好，抗干扰能力强。

3、本实用新型的使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

附图标记说明:

1—第一级功率放大电路； 2—第一级阻抗匹配电路；

3—第二级功率放大电路； 4—第二级阻抗匹配电路；

5—电源模块。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括依次相接的第一级功率放大电路1、第一级阻抗匹配电路2、第二级功率放大电路3和第二级阻抗匹配电路4，以及用于为第一级功率放大电路1和第二级功率放大电路3供电的电源模块5，所述第一级功率放大电路1和第二级功率放大电路3均为甲类功率放大电路，所述第一级功率放大电路1的输入端接有信号输入天线接口J1，所述第一级阻抗匹配电路2由传输线变压器T1和传输线变压器T2构成，所述传输线变压器T1的初级线圈的一端与所述第一级功率放大电路1的输出端相接，所述传输线变压器T1的初级线圈的另一端和传输线变压器T1的次级线圈的一端均与所述传输线变压器T2的初级线圈的一端相接，所述传输线变压器T2的初级线圈的另一端和传输线变压器T2的次级线圈的一端均与所述第二级功率放大电路3的输入端相接；所述第二级阻抗匹配电路4由传输线变压器T3构成，所述传输线变压器T3的初级线圈的一端与所述第二级功率放大电路3的输出端相接，所述传输线变压器T3的初级线圈的另一端与传输线变压器T3的次级线圈的一端相接且接有信号输出天线接口J2，所述信号输入天线接口J1、传输线变压器T1的次级线圈的另一端、传输线变压器T2的次级线圈的另一端、传输线变压器T3的次级线圈的另一端和信号输出天线接口J2均接地。

如图2所示，本实施例中，所述电源模块5由+12V电源，电阻R1，极性电容C1和C2，以及无极性电容C3和C4构成；所述电阻R1的一端、极性电容C2的正极和无极性电容C4的一端均与+12V电源相接，所述电阻R1的另一端与极性电容C1的正极和无极性电容C3的一端相接，所述极性电容C2的负极、无极性电容C4的另一端、极性电容C1的负极和无极性电容C3的另一端均接地。

如图2所示，本实施例中，所述第一级功率放大电路1由三极管Q1，电感L1，滑动变阻器RA1，电阻R2、R4、R7、R8和R9，以及无极性电容C5、C7和C10构成；所述三极管Q1的基极与滑动变阻器RA1的一个固定端、无极性电容C7的一端和电阻R8的一端相接，所述无极性电容C7的另一端与电阻R2的一端、电阻R4的一端和电阻R7的一端相接，所述电阻R4的另一端为所述第一级功率放大电路1的输入端，所述三极管Q1的发射极与电阻R9的一端和无极性电容C10的一端相接，所述电阻R7的另一端、电阻R8的另一端、电阻R9的另一端和无极性电容C10的另一端均接地，所述三极管Q1的集电极与电感L1的一端和无极性电容C5的一端相接，所述滑动变阻器RA1的另一个固定端、滑动变阻器RA1的滑动端和电感L1的另一端均与极性电容C1的正极相接，所述无极性电容C5的另一端和电阻R2的另一端相接且为所述第一级功率放大电路1的输出端。

如图2所示，本实施例中，所述第二级功率放大电路3由三极管Q2，电感L2，滑动变阻器RA2，电阻R3、R5、R6和R10，以及无极性电容C6、C8和C9构成；所述三极管Q2的基极与滑动变阻器RA2的一个固定端、无极性电容C8的一端和电阻R6的一端相接，所述无极性电容C8的另一端与电阻R3的一端和电阻R5的一端相接且为所述第二级功率放大电路3的输入端，所述三极管Q2的发射极与电阻R10的一端和无极性电容C9的一端相接，所述电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、电阻R10的另一端和无极性电容C9的另一端均接地，所述三极管Q2的集电极与电感L2的一端和无极性电容C6的一端相接，所述滑动变阻器RA2的另一个固定端、滑动变阻器RA2的滑动端和电感L2的另一端均与+12V电源相接，所述无极性电容C6的另一端和电阻R3的另一端相接且为所述第二级功率放大电路3的输出端。

本实施例中，所述传输线变压器T1的阻抗比、传输线变压器T2的阻抗比和传输线变压器T3的阻抗比均为4:1。

具体实施时，三极管Q1和三极管Q2均采用型号为3DG12的三极管。

本实用新型的工作原理是：第一级功率放大电路1中，三极管Q1和电感L1组成了甲类功率放大器，工作在线性放大状态，滑动变阻器RA1、电阻R7、R8和R9组成了静态偏置电阻，调节滑动变阻器RA1可改变第一级功率放大电路1的增益，电阻R2为第一级功率放大电路1的交流负反馈电阻，用于展宽频带，改善非线性失真；传输线变压器T1和传输线变压器T2如上述连接方式串联在一起后总阻抗比为16：1，构成了第一级功率放大电路1的输出匹配网络，用于实现第一级功率放大电路1的高输出阻抗与第二级功率放大电路3的低输入阻抗之间的匹配；第二级功率放大电路3中，三极管Q2和电感L2组成了甲类功率放大器，工作在线性放大状态，滑动变阻器RA2、电阻R5、R6和R10组成了静态偏置电阻，调节滑动变阻器RA2可改变第一级功率放大电路1的增益，电阻R3为第二级功率放大电路3的交流负反馈电阻，用于展宽频带，改善非线性失真；传输线变压器T3用于实现第二级功率放大电路3与负载之间的匹配。输入的信号由插在信号输入天线接口J1上的天线接收，以电磁能交换的形式，经过整个线性宽带高频功率放大器后由插在信号输出天线接口J2上的天线输出，最后被负载所吸收。

经测试，本实用新型的谐波分量小，不易对其它频道产生干扰，传输稳定性好，抗干扰能力强。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种线性宽带高频功率放大器，其特征在于：包括依次相接的第一级功率放大电路（1）、第一级阻抗匹配电路（2）、第二级功率放大电路（3）和第二级阻抗匹配电路（4），以及用于为第一级功率放大电路（1）和第二级功率放大电路（3）供电的电源模块（5），所述第一级功率放大电路（1）和第二级功率放大电路（3）均为甲类功率放大电路，所述第一级功率放大电路（1）的输入端接有信号输入天线接口J1，所述第一级阻抗匹配电路（2）由传输线变压器T1和传输线变压器T2构成，所述传输线变压器T1的初级线圈的一端与所述第一级功率放大电路（1）的输出端相接，所述传输线变压器T1的初级线圈的另一端和传输线变压器T1的次级线圈的一端均与所述传输线变压器T2的初级线圈的一端相接，所述传输线变压器T2的初级线圈的另一端和传输线变压器T2的次级线圈的一端均与所述第二级功率放大电路（3）的输入端相接；所述第二级阻抗匹配电路（4）由传输线变压器T3构成，所述传输线变压器T3的初级线圈的一端与所述第二级功率放大电路（3）的输出端相接，所述传输线变压器T3的初级线圈的另一端与传输线变压器T3的次级线圈的一端相接且接有信号输出天线接口J2，所述信号输入天线接口J1、传输线变压器T1的次级线圈的另一端、传输线变压器T2的次级线圈的另一端、传输线变压器T3的次级线圈的另一端和信号输出天线接口J2均接地。

2.按照权利要求1所述的一种线性宽带高频功率放大器，其特征在于：所述电源模块（5）由+12V电源，电阻R1，极性电容C1和C2，以及无极性电容C3和C4构成；所述电阻R1的一端、极性电容C2的正极和无极性电容C4的一端均与+12V电源相接，所述电阻R1的另一端与极性电容C1的正极和无极性电容C3的一端相接，所述极性电容C2的负极、无极性电容C4的另一端、极性电容C1的负极和无极性电容C3的另一端均接地。

3.按照权利要求2所述的一种线性宽带高频功率放大器，其特征在于：所述第一级功率放大电路（1）由三极管Q1，电感L1，滑动变阻器RA1，电阻R2、R4、R7、R8和R9，以及无极性电容C5、C7和C10构成；所述三极管Q1的基极与滑动变阻器RA1的一个固定端、无极性电容C7的一端和电阻R8的一端相接，所述无极性电容C7的另一端与电阻R2的一端、电阻R4的一端和电阻R7的一端相接，所述电阻R4的另一端为所述第一级功率放大电路（1）的输入端，所述三极管Q1的发射极与电阻R9的一端和无极性电容C10的一端相接，所述电阻R 7的另一端、电阻R8的另一端、电阻R9的另一端和无极性电容C10的另一端均接地，所述三极管Q1的集电极与电感L1的一端和无极性电容C5的一端相接，所述滑动变阻器RA1的另一个固定端、滑动变阻器RA1的滑动端和电感L1的另一端均与极性电容C1的正极相接，所述无极性电容C5的另一端和电阻R2的另一端相接且为所述第一级功率放大电路（1）的输出端。

4.按照权利要求2所述的一种线性宽带高频功率放大器，其特征在于：所述第二级功率放大电路（3）由三极管Q2，电感L2，滑动变阻器RA2，电阻R3、R5、R6和R10，以及无极性电容C6、C8和C9构成；所述三极管Q2的基极与滑动变阻器RA2的一个固定端、无极性电容C8的一端和电阻R6的一端相接，所述无极性电容C8的另一端与电阻R3的一端和电阻R5的一端相接且为所述第二级功率放大电路（3）的输入端，所述三极管Q2的发射极与电阻R10的一端和无极性电容C9的一端相接，所述电阻R5的另一端、电阻R6的另一端、电阻R10的另一端和无极性电容C9的另一端均接地，所述三极管Q2的集电极与电感L2的一端和无极性电容C6的一端相接，所述滑动变阻器RA2的另一个固定端、滑动变阻器RA2的滑动端和电感L2的另一端均与+12V电源相接，所述无极性电容C6的另一端和电阻R3的另一端相接且为所述第二级功率放大电路（3）的输出端。

5.按照权利要求1～4中任一权利要求所述的一种线性宽带高频功率放大器，其特征在于：所述传输线变压器T1的阻抗比、传输线变压器T2的阻抗比和传输线变压器T3的阻抗比均为4:1。