CN202872736U - 一种vhf波段线性功率放大器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种VHF波段线性功率放大器装置，涉及通信领域中信道部分的功率放大器装置，由射频放大电路、外围电路等部件共同组成，本实用新型采用了功率平衡分路、功率平衡合成技术，线性化技术等，完成了功率分路与合成，具有射频开关功能，提供功率正向输出电平取样及反射功率取样及保护功能。该功率放大器装置采用全固态化，模块化，通用化设计，提高了功放的寿命，减少维修的时间，特别适合用于VHF段的通信系统中的功率放大器。

Description

一种VHF波段线性功率放大器装置

技术领域

本实用新型涉及通信领域中的一种VHF波段400W线性功率放大器装置，特别适用于VHF波段通信系统中的功率放大器。

背景技术

目前VHF波段400W线性功率放大器在通信系统中的需求越来越大，现阶段VHF波段功率放大器虽然有一些，但是大功率、高线性的功率放大器却很少，能够在各方面性能指标都满足VHF波段通信设备要求的就更少，不能够满足用户高功率、高线性的通信需求。有的功放射频关断深度不够，还有的开关时间不能满足系统要求；有的工作带宽不能满足通信设备带宽的要求；有的效率太低，体积较大。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处，提供一种性能指标都满足通信设备需要的VHF波段高功率、高线性全固态功率放大器装置，如输出功率、增益、线性度、工作带宽、开关速度和关断深度、供电电压、效率等均可达到较高指标。本装置输出功率可达400W以上，增益大于50dB，工作带宽为70MHz到100MHz，它具有小型化、效率高、可靠性高和寿命长等特点。还有，提高效率降低了总功耗，使整个设备体积减小，提高了系统的机动性、隐蔽性和生存性。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种VHF波段线性功率放大器装置，包括射频电路1和外围电路2，其特征在于：外来的射频信号经由射频电路1的输入端口9进入射频电路1，经过射频电路1的放大后由输出端口10进行输出；外围电路2的输入端口10、11、12和13分别一一对应接收外部电源输入的+27V、+8.5V、+15V和-5V电压信号，外围电路2的输入端口9接收外部的控制信号；外围电路2的输出端口1-4分别与射频电路1的输入端口1-4一一对应连接，分别将+27V、+8.5V、+15V和-5V这4路电压信号经过整流、滤波后经输入到射频电路1；外围电路2的输出端口5将一路调制信号输入到射频电路1的输入端口5；射频电路1的输出端口6将一路控制信号输入到外围电路2的输入端口6；射频电路1的输出端口7和输出端口8各将一路告警信号输入到外围电路2的输入端口7和输入端口8。

其中，射频电路1包含推动级电路3、末前级电路4、分路器5、第一末级电路6、第二末级电路7、第三末级电路8、第四末级电路9、合路器10和双定向耦合器11；其中外部射频信号进入推动级电路3的输入端口1，经过放大后的射频信号经由推动级电路3的输出端口2输出后，进入末前级电路4的输入端口1，经过末前级电路4二次放大的射频信号经由末前级电路4的输出端口2输出后，进入分路器5的输入端口1；射频信号经过分路器5后分为4路幅度、相位一致的信号，第一路信号经由分路器5输出端口2进入第一末级电路6的输入端口1，第二路信号经由分路器5输出端口3进入第二末级电路7的输入端口1，第三路信号经由分路器5输出端口4进入第三末级电路8的输入端口1，第四路信号经由分路器5输出端口5进入第四末级电路9的输入端口1；这4路射频信号分别经过第一末级电路6、第二末级电路7、第三末级电路8、第四末级电路9放大后，分别经由各自的输出端口2输入对应的合路器10的输入端口2至5；进入合路器10的4路射频信号经过合成后，经由合路器10的输出端口1进入双定向耦合器11的输入端口1，并由双定向耦合器11的出端口2进行输出；双定向耦合器11的输出端口3将正向的取样信号放大后输出到外围电路2的输入端口6，双定向耦合器11的输出端口4将反向的取样信号放大后输出到外围电路2的输入端口7；外围电路2的输出端口1将+27V直流送入推动级电路3的输入端口3，外围电路2的输出端口2将+8.5V直流送入推动级电路3的输入端口4，外围电路2的输出端口4、5分别将两路控制信号输入到推动级电路3的输入端口5、6；推动级电路3将一路检测信号经由输出端口7输入到外围电路2的输入端口8；外围电路2的出端口1将+27V直流电压分别送入到末前级电路4、第一末级电路6、第二末级电路7、第三末级电路8和第四末级电路9的各输入端口3，外围电路2的输出端口3将+15V直流电压送入到末前级电路4、第一末级电路6、第二末级电路7、第三末级电路8和第四末级电路9的各输入端口4。

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功率大，线性度高。

2、本实用新型功率放大器具有栅压调制功能，可对信号包络进行调制。

3、本实用新型功率放大器具有射频关断功能，开关速度快、关断深度深。

4、本实用新型采用新型材料全固态化设计，提高了功放的线性度和效率。

5、本实用新型功率放大器结构设计为一个高度集成的机箱，集成度高，重量轻，体积小，而且机箱内全部为模块化设计，维修更换快捷方便。

附图说明

图1是本实用新型的电原理图。

图2是射频电路的电原理图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型由外围电路、射频电路组成。图1是本实用新型功放的电原理方框图，实施例按图1连接线路。其中外围电路的作用是给射频电路供电和关断射频功率及射频取样检波后电平放大，提供直流工作电压和对外接口的信号，其输入+V1电压为27V，输入+V2电压为8.5V，+V3输入电压为15V，-V4输入电压为-5V。

射频电路的作用是将射频输入的低电平放大到通信所需的高功率电平，完成功率放大。射频电路1包含推动级电路3、末前级电路4、分路器5、第一末级电路6、第二末级电路7、第三末级电路8、第四末级电路9、合路器10和双定向耦合器11，实施例按图2进行连接线路。将通信信号通过推动级电路3和末前级电路功放2放大到一定功率电平，将放大后功率信号送给分路器5，分路器5分别推动第一末级电路到第四末级电路等四个电路；经过四个末级电路放大后的信号进入合路器10进行合成，信号合成后达到到额定的功率电平；双定向耦合器11的作用是将正向输出功率和反向输出功率耦合成小信号射频功率，送给外围电路进行处理，处理后输出信号送给监控。反向功率取样的作用是当输出驻波比较差时，将反射功率检波后送给外围电路进行处理，给出信号电平，送给监控电路。实施例分路器5、合路器10采用市售的通用器件制作。推动级电路1、末前级电路4、第一末级电路7到第四末级电路9、双定向耦合器11均可由相应器件制作。

功放的推动级电路3，末前级电路4和第一末级电路到第四末级电路均采用新型材料的功率器件，工作效率高、线性度好，温度稳定性好等。功放匹配电路均采用了高线性匹配电路，在匹配电路上采取了特别措施，确保了输出的幅频特性和带宽以及功放的工作稳定性。双定向耦合器11采用宽带耦合取样电路技术，耦合取样电路增加补偿电路，使取样幅频特性和方向性都达到技术指标要求。外围电路2的射频关断选用了新型开关管及其它快速电路完成对功放的开关功能，外围电路及各级功率管的供电均采用了温补电路确保功放的温度稳定性。

本实用新型的工作原理如下：外围电路给射频电路供电，完成相应的控制与告警指示功能；射频电路把输入的信号放大到额定功率电平后通过射频输出端口输出，外围电路和射频电路相互配合完成相应的功能。

本实用新型安装结构如下：把图1中整部件安装在一个410×209×214mm的机箱内，机箱共分三个部分。推动级电路3和外围电路2安装在一个腔体内；射频电路的末前级电路4、分路器5安装在另一个腔体内；合路器10，第一末级电路7到第四末级电路9和双定向耦合器11安装在第三个腔体内。射频输入、射频输出及电源、信号口均在机箱的同一端面，组装成此实用新型功率放大器装置。

Claims (2)

1.一种VHF波段线性功率放大器装置，包括射频电路(1)和外围电路(2)，其特征在于：外来的射频信号经由射频电路(1)的输入端口9进入射频电路(1)，经过射频电路(1)的放大后由输出端口10进行输出；外围电路(2)的输入端口10、11、12和13分别一一对应接收外部电源输入的+27V、+8.5V、+15V和-5V电压信号，外围电路(2)的输入端口9接收外部的控制信号；外围电路(2)的输出端口1-4分别与射频电路(1)的输入端口1-4一一对应连接，分别将+27V、+8.5V、+15V和-5V这4路电压信号经过整流、滤波后经输入到射频电路(1)；外围电路(2)的输出端口5将一路调制信号输入到射频电路(1)的输入端口5；射频电路(1)的输出端口6将一路控制信号输入到外围电路(2)的输入端口6；射频电路(1)的输出端口7和输出端口8各将一路告警信号输入到外围电路(2)的输入端口7和输入端口8。

2.根据权利要求1所述的一种VHF波段线性功率放大器装置，其特征在于：射频电路(1)包含推动级电路(3)、末前级电路(4)、分路器(5)、第一末级电路(6)、第二末级电路(7)、第三末级电路(8)、第四末级电路(9)、合路器(10)和双定向耦合器(11)；其中外部射频信号进入推动级电路(3)的输入端口1，经过放大后的射频信号经由推动级电路(3)的输出端口2输出后，进入末前级电路(4)的输入端口1，经过末前级电路(4)二次放大的射频信号经由末前级电路(4)的输出端口2输出后，进入分路器(5)的输入端口1；射频信号经过分路器(5)后分为4路幅度、相位一致的信号，第一路信号经由分路器(5)输出端口2进入第一末级电路(6)的输入端口1，第二路信号经由分路器(5)输出端口3进入第二末级电路(7)的输入端口1，第三路信号经由分路器(5)输出端口4进入第三末级电路(8)的输入端口1，第四路信号经由分路器(5)输出端口5进入第四末级电路(9)的输入端口1；这4路射频信号分别经过第一末级电路(6)、第二末级电路(7)、第三末级电路(8)、第四末级电路(9)放大后，分别经由各自的输出端口2输入对应的合路器(10)的输入端口2至5；进入合路器(10)的4路射频信号经过合成后，经由合路器(10)的输出端口1进入双定向耦合器(11)的输入端口1，并由双定向耦合器(11)的出端口2进行输出；双定向耦合器(11)的输出端口3将正向的取样信号放大后输出到外围电路(2)的输入端口6，双定向耦合器(11)的输出端口4将反向的取样信号放大后输出到外围电路(2)的输入端口7；外围电路(2)的输出端口1将+27V直流送入推动级电路(3)的输入端口3，外围电路(2)的输出端口2将+8.5V直流送入推动级电路(3)的输入端口4，外围电路(2)的输出端口4、5分别将两路控制信号输入到推动级电路(3)的输入端口5、6；推动级电路(3)将一路检测信号经由输出端口7输入到外围电路(2)的输入端口8；外围电路(2)的出端口1将+27V直流电压分别送入到末前级电路(4)、第一末级电路(6)、第二末级电路(7)、第三末级电路(8)和第四末级电路(9)的各输入端口3，外围电路(2)的输出端口3将+15V直流电压送入到末前级电路(4)、第一末级电路(6)、第二末级电路(7)、第三末级电路(8)和第四末级电路(9)的各输入端口4。

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