CN203968064U - 一种双模宽频带射频放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双模宽频带射频放大器，其特征是，包括第一接收输出端口、第二接收输出端口、调谐跳频滤波器、初级功率放大电路、第一末级功率放大电路、第二末级功率放大电路、功放保护电路、温度检测电路、双工器、谐波滤波电路、模式一信号输出端和模式二信号输出端。此款双模宽频带射频放大器将调谐跳频滤波器和双工器、功率放大器分开设计，然后再整机联调，具有其体积小、非线性失真小、工作频段广、宽带噪声好、谐波干扰小等优点，其频段宽带为30MHz—512MHz，带外互调≤-70dBC，镜像频率抑制≤-90dBC，中频抑制≤-90dBC。

Description

一种双模宽频带射频放大器

技术领域

本实用新型涉及电子通信领域，特别是一种用于跳频发射机的双模宽频带射频放大器。

背景技术

随着现代数字移动通信技术的蓬勃发展，用户对无线通信设备的性能要求越来越高，实现各种环境中的稳定、高速的数据传输是现在移动通信系统的主要研究目标之一。射频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件，一般用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信，同时又要保证放大后的信号不失真。由于射频功率放大器产品结构的特殊性，目前其集成度较低，所以体积相对较大，频带范围相对较窄，再加上还需要集成跳频技术，所以跳频滤波器与射频功率放大器在体积及频带宽度的集成上就难上加难了，严重影响了跳频发射机的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种结构简单、合理，体积小、非线性失真小、工作频段广、宽带噪声好、谐波干扰小的双模宽频带射频放大器。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种双模宽频带射频放大器，其特征是，包括第一接收输出端口、第二接收输出端口、调谐跳频滤波器、初级功率放大电路、第一末级功率放大电路、第二末级功率放大电路、功放保护电路、温度检测电路、双工器、谐波滤波电路、模式一信号输出端和模式二信号输出端；所述第一接收输出端口与调谐跳频滤波器电性连接，调谐跳频滤波器通过第一收发开关与初级功率放大电路电性连接；所述初级功率放大电路连接有第二收发开关，第二收发开关设有两路输出，其中，一路输出依次通过第一末级功率放大电路、谐波滤波电路与模式一信号输出端连接，另一路输出依次通过第二末级功率放大电路、双工器与模式二信号输出端连接；所述功放保护电路与初级功率放大电路电性连接，温度检测电路与功放保护电路电性连接。

此款双模宽频带射频放大器具有两个模式选择，当选择模式一时（工作在30MHz -512MHz），当射频信号输入12±2dBm，经初级功率放大电路进行放大后输出约23dBm的信号，进入第一末级功率放大电路，经第一末级功率放大电路放大后输出约38.5dBm的大功率信号，输出的大功率信号进入谐波滤波电路滤去高次谐波后输出37dBm左右。进一步，所述初级功率放大电路和第一末级功率放大电路中，分别使用4:1和1:1的传输线性阻抗变压器，工作频段范围为30MHz—512MHz。

选择模式二时（工作在389MHz -396MHz），当射频信号输入12±1dBm，经初级功率放大电路进行放大后输出约23dBm的信号，进入第二末级功率放大电路，经第二末级功率放大电路放大后输出约43dBm的大功率信号，输出的大功率信号进入双工器后电路后输出41.5dBm左右。该模式时，双工器波段为389MHz——396MHz与344MHz—351MHz，每个波段所使用漆包线绕制，每个波段通道之间用屏蔽层隔开。收发相互隔离度要求≤-80dBc尤为重要,功率为50W。进一步，所述初级功率放大电路使用4:1的传输线性阻抗变压器，工作频段范围为30MHz—512MHz，第二末级功率放大电路使用微带线阻抗输出方式，工作频段在389MHz—396MHz。

本实用新型的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体的一种方案，所述调谐跳频滤波器与模式一信号输出端之间还依次连接有第一定向耦合器和第三收发开关，第一定向耦合器还与功放保护电路电性连接，第三收发开关还与第一收发开关电性连接。

所述第二末级功率放大电路与双工器之间还连接有第二定向耦合器，第二定向耦合器还与功放保护电路电性连接。

所述调谐跳频滤波器的频段宽带为30MHz—512MHz，功率为1W。模式一时，所述调谐跳频滤波器的频段宽带为30MHz—512MHz，用初级功率放大电路和第一末级功率放大电路两个功放单元完成，功率为5W。模式二与模式一共用所述调谐跳频滤波器与初级放大器电路，再加上第二末级功率放大电路与双工器，功率为15.6W。

所述谐波滤波电路为具有六个工作波段以及工作频率范围从30MHz—512MHz的谐波滤波电路，谐波滤波电路的每个工作波段均由采用漆包线绕制的电感所产生，每个工作波段对应的电感的通道之间设有屏蔽层隔开。谐波滤波电路部分能有效滤除高次谐波，输出后的信号谐波干扰很小，谐波滤波部分每个波段所使用电感用漆包线绕制，每个波段通道之间用屏蔽层隔开，以免相邻通道间相互干扰。

所述谐波滤波电路设有开关二极管，开关二极管为大功率PIN管，在外接偏置电压的情况下，能很好的控制射频信号的通断，而且插损小。

所述初级功率放大电路设有4:1的传输线性阻抗变压器，其工作频段范围为30MHz—512MHz。

所述第一末级功率放大电路设有1:1的传输线性阻抗变压器，其工作频段范围为30MHz—512MHz。

所述调谐跳频滤波器还连接有可编程逻辑器件。

本实用新型的有益效果如下：

（1）此款双模宽频带射频放大器将调谐跳频滤波器和双工器、功率放大器分开设计，然后再整机联调，具有其体积小、非线性失真小、工作频段广、宽带噪声好、谐波干扰小等优点，其频段宽带为30MHz—512MHz，带外互调≤-70dBC，镜像频率抑制≤-90dBC，中频抑制≤-90dBC；

（2）此款双模宽频带射频放大器使用传输线性阻抗变压器进行扩频，传输线性阻抗变压器可以使放大器的最高工作频率扩展至上千兆赫兹，并能同时覆盖几个倍频程的频带宽度，且其体积小，功率容量大，因此传输线性阻抗变压器对本实用新型实施例频段的扩展及体积的减小起到了至关重要的作用；

（3）此款双模宽频带射频放大器设有功放保护电路用作温度保护功能，由于功率放大器工作时元器件散热量较大，当集中的大量热量难以较快散发出去时，功率放大器的工作性能就会受到大大的影响，设置了温度检测电路后，其能检测内部热量并将热量的变化转化成电压的变化，当电压的变化量超过设置的数值时，设备将会启动降温系统，从而使功率放大器内部的温度降低，以实现稳定的工作性能，达到长时间正常工作的效果；

（4）此款双模宽频带射频放大器设有温度检测电路，该电路起到温度告警功能，当产品输出功率超过特定值或是天线口开路时，功率检测电路就会送出一个告警电压去功率保护电路，功率保护电路控制初级功放的偏置电压，实现保护功能。

附图说明

图1为本实用新型原理框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

参见图1所示，一种双模宽频带射频放大器，包括第一接收输出端口4、第二接收输出端口1、调谐跳频滤波器2、初级功率放大电路5、第一末级功率放大电路7、第二末级功率放大电路12、功放保护电路17、温度检测电路18、双工器14、谐波滤波电路8、模式一信号输出端11和模式二信号输出端15；所述第一接收输出端口4与调谐跳频滤波器2电性连接，调谐跳频滤波器2通过第一收发开关3与初级功率放大电路5电性连接；所述初级功率放大电路5连接有第二收发开关6，第二收发开关6设有两路输出，其中，一路输出依次通过第一末级功率放大电路7、谐波滤波电路8与模式一信号输出端11连接，另一路输出依次通过第二末级功率放大电路12、双工器14与模式二信号输出端15连接；所述功放保护电路17与初级功率放大电路5电性连接，温度检测电路18与功放保护电路17电性连接。

所述调谐跳频滤波器2与模式一信号输出端11之间还依次连接有第一定向耦合器9和第三收发开关10，第一定向耦合器9还与功放保护电路17电性连接，第三收发开关10还与第一收发开关3电性连接。

所述第二末级功率放大电路12与双工器14之间还连接有第二定向耦合器13，第二定向耦合器13还与功放保护电路17电性连接。

所述调谐跳频滤波器2的频段宽带为30MHz—512MHz。

所述谐波滤波电路8为具有六个工作波段以及工作频率范围从30MHz—512MHz的谐波滤波电路8，谐波滤波电路8的每个工作波段均由采用漆包线绕制的电感所产生，每个工作波段对应的电感的通道之间设有屏蔽层隔开。

所述谐波滤波电路8设有开关二极管，开关二极管为大功率PIN管。

所述初级功率放大电路5设有4:1的传输线性阻抗变压器，其工作频段范围为30MHz—512MHz。

所述第一末级功率放大电路7设有1:1的传输线性阻抗变压器，其工作频段范围为30MHz—512MHz。

为尽量缩减本实用新型实施例的体积，除了使用上述的传输线性阻抗变压器外，其使用的元器件均是大功率的贴片元件且电路设计结构紧凑。收发相互隔离度大于或等于80dBc(发射389 MHz -396MHz,接收344-351 MHz),在这么近的频段内能做到这样的指标，在国内属于领先水平。

所述调谐跳频滤波器2还连接有可编程逻辑器件16。

上述各功率放大电路中，非线性失真是难以避免的，由于非线性失真是衡量功率放大器好坏的一项重要指标，因此应尽量降低非线性失真。放大管的特性对非线性失真的影响尤为重要，因此需慎重选择放大管。所述本实用新型实施例的放大管选用线性好、热阻小的LPMOS管，此类型的放大管能较大的改善放大器的非线性失真，本实用新型实施例正常工作时互调失真≤-30dBC。

其工作原理是：当选模式一发射状态时，信号依次通过调谐跳频滤波器2、初级功率放大电路5、第一末级功率放大电路7、谐波滤波电路8、功率检测电路的定向耦合器9；模式一接收状态时，信号依次通过第三收发开关10、第一收发开关3、调谐跳频滤波器2从第一接收输出端口4输出。当选模式二，接收和发射可同时进行，发射信号依次通过调谐跳频滤波器2，初级功率放大电路5、第二末级功率放大电路2、功率检测电路的定向耦合器13、双工器14连接到模式二信号输出端15，接收信号从模式二信号输出端15进来通过双工器14到达第二接收输出端口1。

当选模式1，输入发射频信号通过调谐跳频滤波器，然后经初级功率放大电路进行放大后输出约22dBm的信号，然后进入第一末级功率放大电路，经末级放大后输出约38.5dBm的大功率信号，输出的大功率信号进入谐波滤波电路滤去高次谐波后输出37dBm左右谐波干扰小的信号;接收到的信号通过第三收发开关和第一收发开关进入调谐跳频滤波器，整个接收通路，插损约为4.5dBm。选模式2时，输入发射信号通过调谐跳频滤波器，然后经初级功率放大电路及第二末级功率放大电路，放大后的信号约为43dBm，输出的信号经过双工器后输出41.543dBm；接收进来的信号经双工器后送到第二接收输出端口，整个通路过程过插损约有1.5 dBm。在全频段收发过程中，收发相互隔离度达到80dBc尤为重要。

以上所述是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种双模宽频带射频放大器，其特征是，包括第一接收输出端口（4）、第二接收输出端口（1）、调谐跳频滤波器（2）、初级功率放大电路（5）、第一末级功率放大电路（7）、第二末级功率放大电路（12）、功放保护电路（17）、温度检测电路（18）、双工器（14）、谐波滤波电路（8）、模式一信号输出端（11）和模式二信号输出端（15）；

所述第一接收输出端口（4）与调谐跳频滤波器（2）电性连接，调谐跳频滤波器（2）通过第一收发开关（3）与初级功率放大电路（5）电性连接；

所述初级功率放大电路（5）连接有第二收发开关（6），第二收发开关（6）设有两路输出，其中，一路输出依次通过第一末级功率放大电路（7）、谐波滤波电路（8）与模式一信号输出端（11）连接，另一路输出依次通过第二末级功率放大电路（12）、双工器（14）与模式二信号输出端（15）连接；

所述功放保护电路（17）与初级功率放大电路（5）电性连接，温度检测电路（18）与功放保护电路（17）电性连接。

2.根据权利要求1所述双模宽频带射频放大器，其特征是，所述调谐跳频滤波器（2）与模式一信号输出端（11）之间还依次连接有第一定向耦合器（9）和第三收发开关（10），第一定向耦合器（9）还与功放保护电路（17）电性连接，第三收发开关（10）还与第一收发开关（3）电性连接。

3.根据权利要求1所述双模宽频带射频放大器，其特征是，所述第二末级功率放大电路（12）与双工器（14）之间还连接有第二定向耦合器（13），第二定向耦合器（13）还与功放保护电路（17）电性连接。

4.根据权利要求1所述双模宽频带射频放大器，其特征是，所述调谐跳频滤波器（2）的频段宽带为30MHz—512MHz。

5.根据权利要求1所述双模宽频带射频放大器，其特征是，所述谐波滤波电路（8）为具有六个工作波段以及工作频率范围从30MHz—512MHz的谐波滤波电路（8），谐波滤波电路（8）的每个工作波段均由采用漆包线绕制的电感所产生，每个工作波段对应的电感的通道之间设有屏蔽层隔开。

6.根据权利要求1所述双模宽频带射频放大器，其特征是，所述谐波滤波电路（8）设有开关二极管，开关二极管为大功率PIN管。

7.根据权利要求1所述双模宽频带射频放大器，其特征是，所述初级功率放大电路（5）设有4:1的传输线性阻抗变压器，其工作频段范围为30MHz—512MHz。

8.根据权利要求1所述双模宽频带射频放大器，其特征是，所述第一末级功率放大电路（7）设有1:1的传输线性阻抗变压器，其工作频段范围为30MHz—512MHz。

9.根据权利要求1所述双模宽频带射频放大器，其特征是，所述调谐跳频滤波器（2）还连接有可编程逻辑器件（16）。