CN209982446U - 行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，包括控制模块、双路延时可控脉冲信号产生模块、可调制前级放大器、高压电源、脉冲行波管和信号源；本实用新型提供的装置只需要在控制模块中设置双路延时可控脉冲信号产生模块输出的两路脉冲方波信号的延时，即可实现行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号过冲的消除，提高了行波管脉冲功率放大器输出信号的脉冲顶部平坦度；电路结构简单，能够快速实现行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号过冲的消除。
Description
技术领域
本实用新型属于功率放大器技术领域，具体涉及一种行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置。
背景技术
目前国内外行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号过冲现象产生的主要原因是高压电源栅极调制电压的波动引起脉冲行波管输出脉冲信号出现过冲现象。通过在高压电源输出端添加的高压电容滤波的方式，虽然可以解决这一现象，但是增加的高压滤波电容一方面会增加高压电源体积，对于需要多只行波管合成实现的大功率脉冲功率放大器的体积更是成倍地增大，另一方面，在高压电源中额外增加滤波电容造成高压电源电路复杂度的增加和鲁棒性的下降。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置解决了现有的输出射频脉冲信号过冲消除的方法中电路体积大且复杂的问题。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，包括控制模块、双路延时可控脉冲信号产生模块、可调制前级放大器、高压电源、脉冲行波管和信号源；
所述控制模块与双路延时可控脉冲信号产生模块连接；
所述双路延时可控脉冲信号产生模块的第一输出端与可调制前级放大器的调制端连接，所述双路延时可控脉冲信号产生模块的第二输出端与高压电源的控制端连接；
所述可调制前级放大器的信号输入端与信号源连接，所述射频开关的输出端与前级放大器的输入端连接，所述可调制前级放大器的输出端与脉冲行波管的输入端连接，所述脉冲行波管的输入端还与高压电源的输出端连接；
所述脉冲行波管的输出端作为整个行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置的输出端。
进一步地，所述控制模块用于控制双路延时可控脉冲信号产生模块产生方波脉冲信号；
所述双路延时可控脉冲信号产生模块根据控制模块的控制产生两路时钟同步且具有时延的方波脉冲信号；
所述可调制前级放大器根据双路延时可控脉冲信号产生模块产生的方波脉冲信号控制其通断，并将从信号源输入的连续波射频小信号调制为脉冲射频小信号，然后脉冲射频小信号放大后输入到脉冲行波管中；
所述高压电源根据双路延时可控脉冲信号产生模块产生的方波脉冲信号调制其栅极的输出，输出高压电源栅极脉冲信号至脉冲行波管；
所述脉冲行波管用于根据高压电源输出的信号和前级放大器输出的信号，对输出的射频脉冲信号进行过冲消除；
所述信号源用于产生输入到可调制前级放大器中的连续波射频小信号。
进一步地，所述控制模块包括主控单元、电源单元、降压单元、存储器和振荡器；
所述电源单元、降压单元、存储器和振荡器均与所述主控单元连接；
所述降压单元包括5V-3.3V降压电路和3.3V-1.2V降压电路，所述5V-3.3V降压电路的输入端与电源单元连接，所述5V-3.3V降压电路的输出端与3.3V-1.2V降压电路连接，所述电源单元的输入端与城市电源连接，所述电源单元的输出端、5V-3.3V降压电路的输出端和3.3V-1.2V降压电路的输出端均与主控单元连接。
进一步地，所述电源单元包括型号为PDL03-12S05的芯片U6；
所述芯片U6的第2引脚分别连接电容C2的一端和电容C39的一端并作为城市电源的正极接入端；所述芯片U6的第3引脚连接电容C42的一端；所述芯片U6的第1引脚分别连接所述电容C42的另一端、电容C39的另一端和电容C2的另一端并作为城市电源的负极接入端；所述芯片U6的第7引脚连接电容C40的一端并接地；所述芯片U6的第6引脚连接所述电容C40的另一端并作为电源单元的输出端与5V-3.3V降压电路的输入端连接；
所述电容C2的一端还与测试电阻R20连接；
所述电容C40的一端还与测试电阻R21连接。
进一步地，所述主控单元的主控芯片为PFGA系列芯片；
所述主控单元的主控芯片的型号为EP2C8T144I8，所述主控芯片的控制端与双路延时可控脉冲信号产生模块连接；
所述主控芯片还外接型号为EPCS48I8的串行配置器件。
进一步地，所述存储器的型号为24LC64；
所述振荡器的型号为SCXI-7050DFA-50MHZ；
所述5V-3.3V降压电路中的降压芯片型号为SP1117-3.3；
所述3.3V-1.2V降压电路中的降压芯片型号为SPX3819M5-L-1-2。
进一步地，所述可调制前级放大器包括依次连接的隔离器、带通滤波器、第一级放大电路、射频开关、第二级放大电路和隔离器。
进一步地，所述双路延时可控脉冲信号产生模块包括两路信号产生单元，每路信号产生单元均包括相互连接的脉冲信号产生电路和延时可调电路，两个所述脉冲信号产生电路均与晶振连接，所述脉冲信号产生电路和延时可调电路均与控制器连接，所述控制器通过通信电路与控制模块连接；
所两个所述延时可调电路作为双路延时可控脉冲信号产生模块的第一输出端和第二输出端；
所述控制器的型号为SWSPM-2PPSG-1。
进一步地，所述高压电源的型号为SWD3-11K8P1C600-1；
所述脉冲行波管的型号为BM-8172。
本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置只需要在控制模块中设置双路延时可控脉冲信号产生模块输出的两路脉冲方波信号的延时，即可实现行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号过冲的消除，提高了行波管脉冲功率放大器输出信号的脉冲顶部平坦度；电路结构简单，能够快速实现行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号过冲的消除。
附图说明
图1为本实用新型中行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置结构图。
图2为本实用新型中控制模块结构图。
图3为本实用新型中电源单元电路原理图。
图4为本实用新型中可调制前级放大器电路原理框图。
图5为本实用新型中双路延时可控脉冲信号产生模块电路原理框图。
图6为本实用新型提供的实施例中利用本实用新型装置进行射频脉冲信号过冲消除的时序图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
如图1所示，行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，包括控制模块、双路延时可控脉冲信号产生模块、可调制前级放大器、高压电源、脉冲行波管和信号源；
控制模块与双路延时可控脉冲信号产生模块连接；
双路延时可控脉冲信号产生模块的第一输出端与可调制前级放大器的调制端连接，双路延时可控脉冲信号产生模块的第二输出端与高压电源的控制端连接；
可调制前级放大器的信号输入端与信号源连接，射频开关的输出端与前级放大器的输入端连接，可调制前级放大器的输出端与脉冲行波管的输入端连接，脉冲行波管的输入端还与高压电源的输出端连接；
脉冲行波管的输出端作为整个行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置的输出端。
上述控制模块用于控制双路延时可控脉冲信号产生模块产生方波脉冲信号；
双路延时可控脉冲信号产生模块根据控制模块的控制产生两路时钟同步且具有时延的方波脉冲信号；
可调制前级放大器根据双路延时可控脉冲信号产生模块产生的方波脉冲信号控制其通断，并将从信号源输入的连续波射频小信号调制为脉冲射频小信号，然后将脉冲射频小信号放大后输入到脉冲行波管中；
高压电源根据双路延时可控脉冲信号产生模块产生的方波脉冲信号调制其栅极的输出，输出高压电源栅极脉冲信号至脉冲行波管；
脉冲行波管用于根据高压电源输出的信号和可调制前级放大器输出的信号，对输出的射频脉冲信号进行过冲消除；
信号源用于产生输入到可调制前级放大器中的连续波射频小信号。
如图2所示，控制模块包括主控单元、电源单元、降压单元、存储器和振荡器；
电源单元、降压单元、存储器和振荡器均与主控单元连接；
降压单元包括5V-3.3V降压电路和3.3V-1.2V降压电路，5V-3.3V降压电路的输入端与电源单元连接，5V-3.3V降压电路的输出端与3.3V-1.2V降压电路连接，电源单元的输入端与城市电源连接，电源单元的输出端、5V-3.3V降压电路的输出端和3.3V-1.2V降压电路的输出端均与主控单元连接。
如图3所示，其中的电源单元包括型号为PDL03-12S05的芯片U6；
芯片U6的第2引脚分别连接电容C2的一端和电容C39的一端并作为城市电源的正极接入端；所述芯片U6的第3引脚连接电容C42的一端；所述芯片U6的第1引脚分别连接所述电容C42的另一端、电容C39的另一端和电容C2的另一端并作为城市电源的负极接入端；所述芯片U6的第7引脚连接电容C40的一端并接地；所述芯片U6的第6引脚连接所述电容C40的另一端并作为电源单元的输出端与5V-3.3V降压电路的输入端连接；电容C2的一端还与测试电阻R20连接；电容C40的一端还与测试电阻R21连接。
上述主控单元的主控芯片为PFGA系列芯片；主控单元的主控芯片的型号为EP2C8T144I8，主控芯片的控制端与双路延时可控脉冲信号产生模块连接；主4控芯片还外接型号为EPCS48I8的串行配置器件。
在本实用新型中，存储器的型号为24LC64；振荡器的型号为SCXI-7050DFA-50MHZ；5V-3.3V降压电路中的降压芯片型号为SP1117-3.3；3.3V-1.2V降压电路中的降压芯片型号为SPX3819M5-L-1-2；高压电源的型号为SWD3-11K8P1C600-1；脉冲行波管的型号为BM-8172。
如图4所示，可调制前级放大器包括可调制前级放大器包括依次连接的隔离器、带通滤波器、第一级放大电路、射频开关、第二级放大电路和隔离器。
如图5所示，双路延时可控脉冲信号产生模块包括两路信号产生单元，每路信号产生单元均包括相互连接的脉冲信号产生电路和延时可调电路，两个所述脉冲信号产生电路均与晶振连接，所述脉冲信号产生电路和延时可调电路均与控制器连接，所述控制器通过通信电路与控制模块连接；
所两个所述延时可调电路作为双路延时可控脉冲信号产生模块的第一输出端和第二输出端；
所述控制器的型号为SWSPM-2PPSG-1。
在本实用新型的一个实施例中，提供了行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除方法包括以下步骤：
S1、通过控制模块控制双路延时可控脉冲信号产生模块输出两路时钟同步的方波脉冲信号；
其中，两路时钟同步的方波脉冲信号具有延时的方波脉冲信号；
S2、将一路方波脉冲信号输入到高压电源的控制端，使其输出高压电源栅极脉冲信号；
并将另一路方波脉冲信号输入到可调制前级放大器中，使其输出调制并放大后的射频脉冲小信号；
S3、在脉冲行波管中，当放大的脉冲射频小信号对应的方波脉冲信号的延时长于高压电源栅极脉冲信号对应的方波脉冲信号的延时与过冲持续时间之和时，通过脉冲行波管输出的消除了过冲的射频脉冲信号。
如图6展示了通过本实用新型装置进行射频脉冲信号过冲消除时的时序图。
本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置只需要在控制模块中设置双路延时可控脉冲信号产生模块输出的两路脉冲方波信号的延时，即可实现行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号过冲的消除，提高了行波管脉冲功率放大器输出信号的脉冲顶部平坦度；电路结构简单，能够快速实现行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号过冲的消除。
Claims (9)
1.行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，其特征在于，包括控制模块、双路延时可控脉冲信号产生模块、可调制前级放大器、高压电源、脉冲行波管和信号源；
所述控制模块与双路延时可控脉冲信号产生模块连接；
所述双路延时可控脉冲信号产生模块的第一输出端与可调制前级放大器的调制端连接，所述双路延时可控脉冲信号产生模块的第二输出端与高压电源的控制端连接；
所述可调制前级放大器的信号输入端与信号源连接，所述可调制前级放大器的输出端与脉冲行波管的输入端连接，所述脉冲行波管的输入端还与高压电源的输出端连接；
所述脉冲行波管的输出端作为整个行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置的输出端。
2.根据权利要求1所述的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，其特征在于，所述控制模块用于控制双路延时可控脉冲信号产生模块产生方波脉冲信号；
所述双路延时可控脉冲信号产生模块根据控制模块的控制产生两路时钟同步且具有时延的方波脉冲信号；
所述可调制前级放大器根据双路延时可控脉冲信号产生模块产生的方波脉冲信号控制其通断，并将从信号源输入的连续波射频小信号调制为脉冲射频小信号，然后将脉冲射频小信号放大后输入到脉冲行波管中；
所述高压电源根据双路延时可控脉冲信号产生模块产生的方波脉冲信号调制其栅极的输出，输出高压电源栅极脉冲信号至脉冲行波管；
所述脉冲行波管用于根据高压电源输出的信号和可调制前级放大器输出的信号，对输出的射频脉冲信号进行过冲消除；
所述信号源用于产生输入到可调制前级放大器中的连续波射频小信号。
3.根据权利要求1所述的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，其特征在于，所述控制模块包括主控单元、电源单元、降压单元、存储器和振荡器；
所述电源单元、降压单元、存储器和振荡器均与所述主控单元连接；
所述降压单元包括5V-3.3V降压电路和3.3V-1.2V降压电路，所述5V-3.3V降压电路的输入端与电源单元连接，所述5V-3.3V降压电路的输出端与3.3V-1.2V降压电路连接，所述电源单元的输入端与城市电源连接，所述电源单元的输出端、5V-3.3V降压电路的输出端和3.3V-1.2V降压电路的输出端均与主控单元连接。
4.根据权利要求3所述的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，其特征在于，所述电源单元包括型号为PDL03-12S05的芯片U6；
所述芯片U6的第2引脚分别连接电容C2的一端和电容C39的一端并作为城市电源的正极接入端；所述芯片U6的第3引脚连接电容C42的一端；所述芯片U6的第1引脚分别连接所述电容C42的另一端、电容C39的另一端和电容C2的另一端并作为城市电源的负极接入端；所述芯片U6的第7引脚连接电容C40的一端并接地；所述芯片U6的第6引脚连接所述电容C40的另一端并作为电源单元的输出端与5V-3.3V降压电路的输入端连接；
所述电容C2的一端还与测试电阻R20连接；
所述电容C40的一端还与测试电阻R21连接。
5.根据权利要求4所述的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，其特征在于，所述主控单元的主控芯片为PFGA系列芯片；
所述主控单元的主控芯片的型号为EP2C8T144I8，所述主控芯片的控制端与双路延时可控脉冲信号产生模块连接；
所述主控芯片还外接型号为EPCS48I8的串行配置器件。
6.根据权利要求4所述的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，其特征在于，所述存储器的型号为24LC64；
所述振荡器的型号为SCXI-7050DFA-50MHZ；
所述5V-3.3V降压电路中的降压芯片型号为SP1117-3.3；
所述3.3V-1.2V降压电路中的降压芯片型号为SPX3819M5-L-1-2。
7.根据权利要求1所述的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，其特征在于，所述可调制前级放大器包括依次连接的隔离器、带通滤波器、第一级放大电路、射频开关、第二级放大电路和隔离器。
8.根据权利要求1所述的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，其特征在于，所述双路延时可控脉冲信号产生模块包括两路信号产生单元，每路信号产生单元均包括相互连接的脉冲信号产生电路和延时可调电路，两个所述脉冲信号产生电路均与晶振连接，所述脉冲信号产生电路和延时可调电路均与控制器连接，所述控制器通过通信电路与控制模块连接；
所两个所述延时可调电路作为双路延时可控脉冲信号产生模块的第一输出端和第二输出端；
所述控制器的型号为SWSPM-2PPSG-1。
9.根据权利要求1所述的行波管脉冲功放器输出射频脉冲信号过冲消除装置，其特征在于，所述高压电源的型号为SWD3-11K8P1C600-1；
所述脉冲行波管的型号为BM-8172。
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| RU217691U1 (ru) * | 2023-02-07 | 2023-04-12 | Акционерное Общество "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун" | Усилитель радиочастоты для цифрового радиовещания в системе "NAVDAT" |
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