CN208063150U - 一种s波段线性功率放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种S波段线性功率放大器，涉及微波射频领域，能够在满足工作在线性区域，连续波输出功率50W，三阶交调为31dBc以上的条件下，带内波动稳定，任意10MHz带宽内带内波动小于0.5dB。本实用新型包括：输入定向耦合器、测频电路、放大模块、取样电路、输出定向耦合器、对数检波电路、AD转换电路、数字量化电路、数控衰减码产生电路、数控衰减器。本实用新型采用四级放大器级联实现线性放大，通过功率回退的方式来实现三阶交调，为了避免带内波动过大，通过测量输出口耦合信号的大小，结合数控衰减器调节输入信号的大小，从而控制带内波动小于0.5dB。

Description

一种S波段线性功率放大器

技术领域

本实用新型涉及微波射频领域，尤其涉及一种S波段线性功率放大器。

背景技术

设计S波段线性功率放大器，若满足下列要求：工作在线性区域，连续波输出功率50W，三阶交调为31dBc，要求在任意10MHz带宽内带内波动小于0.5dB；结合成本和技术等要求, LDMOS功率管参与设计最为适合。设计中为了满足输出功率的三阶交调指标，采用传统的回退方式来实现，此方法具有可靠性高、易于实现等特点，但是三阶交调指标又带来了回退功率后功率管工作在线性区域的问题，导致了带内波动不能满足任意10MHz带内波动0.5dB以内的技术指标。

综上，现有技术中，缺乏一种S波段功率放大器，在满足工作在线性区域，连续波输出功率50W，三阶交调为31dBc以上的条件下，带内波动稳定，任意10MHz带宽内带内波动小于0.5dB。

发明内容

本实用新型提供一种S波段功率放大器，能够在线性区域内工作，连续波输出功率50W，三阶交调为31dBc以上的条件下，带内波动稳定，任意10MHz带宽内带内波动小于0.5dB。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种S波段线性功率放大器，包括：输入定向耦合器、测频电路、放大模块、取样电路、输出定向耦合器、对数检波电路、AD转换电路、数字量化电路、数控衰减码产生电路、数控衰减器。

输入定向耦合器、数控衰减器、放大模块，输出定向耦合器依次连接。输入定向耦合器还连接测频电路，输出定向耦合器还连接对数检波电路。对数建波电路、AD转换电路、数字量化电路、数控衰减码产生电路依次连接。数控衰减码产生电路还连接测频电路和数控衰减器。

射频信号输入定向耦合器，然后进入数控衰减器，数控衰减器输出信号至放大模块，放大信号输出至输出定向耦合器，最终输出。

测频电路采集输入定向耦合器处的输出信号，传送至数控衰减码产生电路，实现对工作频率的准确测量。对数建波电路采集输入定向耦合器处的输出信号，实现线性检波，得到视频信号，视频信号经过AD转换器成为数字信号，数字信号经过数字量化电路输出至数控衰减码产生电路。数量量化电路将数字信号按工作频率量化成相应的数值，此时的量化精度决定了后面的数字衰减码电路中的衰减码值。数控衰减码产生电路通过对输入定向耦合器处的输出信号和输入定向耦合器处的输出信号进行运算，得到控制信号，传至数控衰减器，数控衰减器通过控制信号对输入定向耦合器的输出进行控制，实现对任意10MHz内的带内波动要求及线性功放的高低温要求。

进一步的，放大模块包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器，其中，第一放大器和第二放大器采用10W的功率管，实际应用中只需要输出1W功率即可，即回退了10dB,此时的交调指标改善了20dB，从功率管技术指标上看，在饱和输出时三阶交调指标为18～20dB左右,回退后实际输出的交调为38-40dB左右。第三放大器采用75W功率管，第四放大器采用四个75W功率管并联并提供推动功率，输出在38dBm左右，回退了10dB左右，交调指标改善了20dB。第四放大器的实际输出在20W左右，其中包括合成器损耗、隔离器损耗，交调改善了14dB，每只功率管的交调在32dB以上。

进一步的，放大器模块还包含隔离器，隔离器置于第一放大器、第二放大器、第三放大器的输入端前端，还置于第四放大器输出端的后端。

进一步的，第一放大器、第二放大器、第三放大器还连接栅压调制电路，用于调制放大模块中功率管的栅压调制，保证在脉冲情况下具有很高的改善因子及频谱特性，在连续波情况下，只需要更改放大器开关机信号的形式即可。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用四级放大器级联实现线性放大，通过功率回退的方式来实现三阶交调，为了避免带内波动过大，通过测量输出口耦合信号的大小，结合数控衰减器调节输入信号的大小，从而控制带内波动小于0.5dB。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型实施例提供一种S波段线性功率放大器，如图1所示，包括：

输入定向耦合器、测频电路、放大模块、取样电路、输出定向耦合器、对数检波电路、AD转换电路、数字量化电路、数控衰减码产生电路、数控衰减器。

输入定向耦合器、数控衰减器、放大模块，输出定向耦合器依次连接。输入定向耦合器还连接测频电路，输出定向耦合器还连接对数检波电路。对数建波电路、AD转换电路、数字量化电路、数控衰减码产生电路依次连接。数控衰减码产生电路还连接测频电路和数控衰减器。

射频信号输入定向耦合器，然后进入数控衰减器，数控衰减器输出信号至放大模块，放大信号输出至输出定向耦合器，最终输出。

测频电路采集输入定向耦合器处的输出信号，传送至数控衰减码产生电路，实现对工作频率的准确测量。对数建波电路采集输入定向耦合器处的输出信号，实现线性检波，得到视频信号，视频信号经过AD转换器成为数字信号，数字信号经过数字量化电路输出至数控衰减码产生电路。数量量化电路将数字信号按工作频率量化成相应的数值，此时的量化精度决定了后面的数字衰减码电路中的衰减码值。数控衰减码产生电路通过对输入定向耦合器处的输出信号和输入定向耦合器处的输出信号进行运算，得到控制信号，传至数控衰减器，数控衰减器通过控制信号对输入定向耦合器的输出进行控制，实现对任意10MHz内的带内波动要求及线性功放的高低温要求。

其中，放大模块包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器。第一放大器和第二放大器采用10W的功率管，实际应用中只需要输出1W功率即可，即回退了10dB,此时的交调指标改善了20dB，从功率管技术指标上看，在饱和输出时三阶交调指标为18～20dB左右,回退后实际输出的交调为38-40dB左右。第三放大器采用75W功率管，第四放大器采用四个75W功率管并联并提供推动功率，输出在38dBm左右，回退了10dB左右，交调指标改善了20dB。第四放大器的实际输出在20W左右，其中包括合成器损耗、隔离器损耗，交调改善了14dB，每只功率管的交调在32dB以上。

第一放大器、第二放大器、第三放大器的输入端前端设置隔离器，第四放大器输出端的后端设置隔离器。隔离器用于隔离系统干扰。

第一放大器、第二放大器、第三放大器还连接栅压调制电路，用于调制放大模块中功率管的栅压调制，保证在脉冲情况下具有很高的改善因子及频谱特性，在连续波情况下，只需要更改放大器开关机信号的形式即可。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用四级放大器级联实现线性放大，通过功率回退的方式来实现三阶交调，为了避免带内波动过大，通过测量输出口耦合信号的大小，结合数控衰减器调节输入信号的大小，从而控制带内波动小于0.5dB。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种S波段线性功率放大器，其特征在于，包括：输入定向耦合器、测频电路、放大模块、取样电路、输出定向耦合器、对数检波电路、AD转换电路、数字量化电路、数控衰减码产生电路、数控衰减器；

输入定向耦合器、数控衰减器、放大模块，输出定向耦合器依次连接；

输入定向耦合器还连接测频电路，输出定向耦合器还连接对数检波电路；

对数建波电路、AD转换电路、数字量化电路、数控衰减码产生电路依次连接；

数控衰减码产生电路还连接测频电路和数控衰减器。

2.根据权利要求1所述的一种S波段线性功率放大器，其特征在于，所述放大模块包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器，其中，第一放大器和第二放大器采用10W的功率管，第三放大器采用75W功率管，第四放大器采用四个75W功率管并联。

3.根据权利要求2所述的一种S波段线性功率放大器，其特征在于，所述放大器模块还包含隔离器，隔离器置于所述第一放大器、所述第二放大器、所述第三放大器的输入端前端，还置于所述第四放大器输出端的后端。

4.根据权利要求2所述的一种S波段线性功率放大器，其特征在于，所述第一放大器、所述第二放大器、所述第三放大器还连接栅压调制电路。