CN211481238U - 一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，包括依次串联的均衡模块和驱动模块，所述驱动模块包括依次串联的模拟衰减器、驱动功率放大器、数控衰减器和末级功率放大器，所述模拟衰减器与均衡模块串联；所述均衡模块用于将输入射频信号的功率调整至驱动模块的驱动功率范围内，所述模拟衰减器用于均衡模块输出信号的一次衰减，所述驱动功率放大器用于提高信号驱动功率，所述数控衰减器用于驱动功率放大器输出功率的二次衰减，所述末级功率放大器用于输出射频信号。本实用新型能降低射频功率放大装置输出信号的功率平坦度，使射频功率放大装置在远程控制下能自动调节输出功率的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率放大设备技术领域，具体而言，涉及一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置。
背景技术
通信领域的功率放大器，指的是一种信号处理设备，典型应用如卫星通信的雷达发射机或接收机前端；或者是用于武器装备的通信、电磁干扰、信号压制；民用领域中通常用于EMC电磁兼容测试环境的设备测试。
现有技术中，当射频功率放大装置内级联有多级宽带大功率功率放大器时，因宽带大功率功率放大器本身局限于制造工艺和基础材料，单个宽带大功率功率放大器的输出功率波动往往都在2-3dB左右，且单个功率越高的宽带大功率功率放大器功率波动越大，导致整机输出信号的功率平坦度较差，通常在10dB-20dB。
此外，射频功率放大装置采用固定均衡器或者波导均衡器或微带均衡器调节输出信号的功率时，射频功率放大装置只能以输出设定功率值的信号，如果要使射频功率放大装置输出其它功率值的信号，只能更换射频功率放大装置内的均衡器来实现，不能满足远程控制射频功率放大装置自动调节输出功率的要求。
对于宽带和窄带的定义，早期是根据美国联邦通信委员会的规定，相对带宽定义为信号带宽与中心频率之比，使用公式表示为ffoc＝2(fH-fL)/(fH+fL)，其中fH和fL分别表示上限和下限频率。并且定义窄带的相对带宽小于1％，宽带的相对带宽在1％到25％，超宽带的相对带宽大于25％。这种划分方法称为百分比法；
另一种划分方法是倍数法，定义为上限频率fH与下限频率fL的比值，用K表示为：
K＝fH/fL。通常认为当相对带宽达到一个倍频程以上(K≥2)，则属于宽带。如果相对带宽在一个倍频程以内，则属于窄带。例如，射频电路设计中经常涉及的窄带放大电路和宽带放大电路，就是按照这个标准进行划分的。
实用新型内容
本实用新型的目的包括提供一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，其能够解决射频功率放大装置内因多级宽带大功率功率放大器级联导致整机输出信号的功率平坦度较差和射频功率放大装置采用固定均衡器或者波导均衡器或微带均衡器调节输出信号的功率时，射频功率放大装置只能以输出设定功率值的信号的问题，实现降低射频功率放大装置输出信号的功率平坦度，使射频功率放大装置在远程控制下能自动调节输出功率的目的。
本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，包括依次串联的均衡模块和驱动模块，所述驱动模块包括依次串联的模拟衰减器、驱动功率放大器、数控衰减器和末级功率放大器，所述模拟衰减器与均衡模块串联；
所述均衡模块用于将输入射频信号的功率调整至驱动模块的驱动功率范围内，所述模拟衰减器用于均衡模块输出信号的一次衰减，所述驱动功率放大器用于提高信号驱动功率，所述数控衰减器用于驱动功率放大器输出功率的二次衰减，所述末级功率放大器用于输出射频信号。
在其中一个实施例，所述数控衰减器为六位数控衰减器。
在其中一个实施例，所述均衡模块包括依次串联的低噪声放大器和数控衰减器，所述数控衰减器与模拟衰减器串联，所述低噪声放大器用于放大输入的小信号或者抑制输入的大信号，所述数控衰减器用于低噪声放大器输出功率的衰减。
在其中一个实施例，所述数控衰减器为六位数控衰减器。
在其中一个实施例，还包括末级合成模块，所述末级合成模块包括前端3dB电桥、末端3dB电桥和两个功率放大器，两个所述功率放大器位于前端3dB电桥、末端3dB电桥之间，两个所述功率放大器并联后与前端3dB电桥、末端3dB电桥串联，所述前端3dB电桥与末级功率放大器串联；
所述前端3dB电桥用于末级功率放大器输出信号的衰减，所述功率放大器用于提高信号驱动功率，所述末端3dB电桥用于提高信号功率并输出信号。
在其中一个实施例，还包括耦合检波模块，所述耦合检波模块包括正向检波器、反向检波器和定向耦合器，所述定向耦合器用于监控末端3dB电桥输出的信号并输出信号，所述正向检波器和反向检波器用于处理定向耦合器向正向检波器、反向检波器输出的信号。
在其中一个实施例，所述定向耦合器为双定向耦合器。
本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本实用新型实施例通过设置次串联的模拟衰减器、驱动功率放大器、数控衰减器和末级功率放大器，模拟衰减器的衰减范围小、衰减精度高，数控衰减器的衰减范围大、衰减精度低，数控衰减器在远程程序控制输入信号的前提下，数控衰减器能实现不同幅度的衰减，驱动级功率放大器和末级功率放大器用于提高信号驱动功率，通过依次串联的模拟衰减器、驱动级功率放大器、数控衰减器和末级功率放大器，使得整机的功率平坦度达到±1.5dB，整机输出功率可调节范围达到30-40dB，进而实现了降低射频功率放大装置输出信号的功率平坦度的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
图1为本实用新型实施例的框图；
图2为本实用新型实施例中3dB电桥的结构示意图。
图标：
1-均衡模块，11-低噪声放大器，2-驱动模块，21-模拟衰减器，22-吊驱动级功率放大器，23-数控衰减器，24-末级功率放大器，3-末级合成模块，31-前端3dB电桥，32-功率放大器，33-末端3dB电桥，4-耦合检波模块，41-正向检波器，42-反向检波器，43-定向耦合器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例
请参照图1至图2，一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，包括依次串联的均衡模块1和驱动模块2，所述驱动模块2包括依次串联的模拟衰减器21、驱动级功率放大器22、数控衰减器23和末级功率放大器24，所述模拟衰减器21与均衡模块1串联；
所述均衡模块1用于将输入射频信号的功率调整至驱动模块2的驱动功率范围内，所述模拟衰减器21用于均衡模块1输出信号的一次衰减，所述驱动级功率放大器22用于提高信号驱动功率，所述数控衰减器23用于驱动级功率放大器22输出功率的二次衰减，所述末级功率放大器24用于输出射频信号。
为了降低射频功率放大装置输出信号的功率平坦度，使射频功率放大装置在远程控制下能自动调节输出功率，本技术方案设置依次串联的模拟衰减器21、驱动级功率放大器22、数控衰减器23和末级功率放大器24作为驱动模块，当输入信号输入均衡模块1后，均衡模块1将输入信号的功率调整至驱动模块2的驱动功率范围，再将信号输入由模拟衰减器21、驱动级功率放大器22、数控衰减器23和末级功率放大器24串联而成的串联电路中，由于模拟衰减器21的衰减范围小、衰减精度高，数控衰减器23的衰减范围大、衰减精度低，数控衰减器23在远程程序控制输入信号的前提下，数控衰减器23能实现不同幅度的衰减，驱动级功率放大器22和末级功率放大器24用于提高信号驱动功率，通过依次串联的模拟衰减器21、驱动级功率放大器22、数控衰减器23和末级功率放大器24，使得整机的功率平坦度达到±1.5dB，整机输出功率可调节范围达到30-40dB，进而实现了降低射频功率放大装置输出信号的功率平坦度的目的。
在其中一个实施例，所述数控衰减器23为六位数控衰减器。
在其中一个实施例，所述均衡模块1包括依次串联的低噪声放大器11和数控衰减器23，所述数控衰减器23与模拟衰减器21串联，所述低噪声放大器11用于放大输入的小信号或者抑制输入的大信号，所述数控衰减器23用于低噪声放大器11输出功率的衰减。
为了使射频功率放大装置能适用于小功率信号，避免大功率信号的输入损毁功率放大器，本技术方案在驱动模块2的前端设置依次串联的低噪声放大器11和数控衰减器23，此处小功率信号与大功率信号的解释为：由于驱动模块2存在可驱动功率范围，即最小输入信号功率和最大输入信号功率，如果输入信号的功率小于最小输入信号功率，则为小功率信号，驱动模块2无法对该小功率信号进行放大；如果输入信号的功率大于最大输入信号功率，则为大功率信号，但该大功率信号的输入会导致射频链路中部分功率放大器烧毁，进而导致整机损毁。由于低噪声放大器对小功率信号具有良好的放大功能，而且当输入信号的功率大于低噪声放大器自身的输入功率上限时，低噪声放大器只会输出与自身输入功率上限相等的信号，所以在使用本技术方案时，通过低噪声放大器实现了射频功率放大装置能适用于小功率信号，避免大功率信号的输入损毁功率放大器的目的。而且，对于小功率信号，通过低噪声放大器的放大作用，降低了后续电路的功率放大压力，减少驱动模块2及后续电路中功率放大器的使用数量。
在其中一个实施例，所述数控衰减器23为六位数控衰减器。
在其中一个实施例，还包括末级合成模块3，所述末级合成模块3包括前端3dB电桥31、末端3dB电桥33和两个功率放大器32，两个所述功率放大器位于前端3dB电桥31、末端3dB电桥33之间，两个所述功率放大器并联后与前端3dB电桥31、末端3dB电桥33串联，所述前端3dB电桥31与末级功率放大器24串联；
所述前端3dB电桥31用于末级功率放大器24输出信号的衰减，所述功率放大器用于提高信号驱动功率，所述末端3dB电桥33用于提高信号功率并输出信号。
由于目前宽带大功率功率放大器的制造工艺和基础材料的限制，单个宽带大功率功率放大器的输出功率和信号增益都比较有限，为了提高射频功率放大装置整机的功率增益，本技术方案通过将3dB电桥和驱动模块2结合实现对输入信号的多级放大，最终实现整机50dB的功率增益。
3dB电桥中有J1、J2、J3、J4四个接点，若J1、J3作为信号输入点，则J2、J4作为信号输出点，若J2、J4作为信号输入点，则J1、J3作为信号输出点。
在其中一个实施例，还包括耦合检波模块4，所述耦合检波模块4包括正向检波器41、反向检波器42和定向耦合器43，所述定向耦合器43用于监控末端3dB电桥33输出的信号并输出信号，所述正向检波器41和反向检波器42用于处理定向耦合器43向正向检波器41、反向检波器42输出的信号。
在其中一个实施例，所述定向耦合器43为双定向耦合器。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，其特征在于：包括依次串联的均衡模块(1)和驱动模块(2)，所述驱动模块(2)包括依次串联的模拟衰减器(21)、驱动级功率放大器(22)、数控衰减器(23)和末级功率放大器(24)，所述模拟衰减器(21)与均衡模块(1)串联；
所述均衡模块(1)用于将输入射频信号的功率调整至驱动模块(2)的驱动功率范围内，所述模拟衰减器(21)用于均衡模块(1)输出信号的一次衰减，所述驱动级功率放大器(22)用于提高信号驱动功率，所述数控衰减器(23)用于驱动级功率放大器(22)输出功率的二次衰减，所述末级功率放大器(24)用于输出射频信号。
2.根据权利要求1所述的一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，其特征在于：所述数控衰减器(23)为六位数控衰减器。
3.根据权利要求1所述的一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，其特征在于：所述均衡模块(1)包括依次串联的低噪声放大器(11)和数控衰减器(23)，所述数控衰减器(23)与模拟衰减器(21)串联，所述低噪声放大器(11)用于放大输入的小信号或者抑制输入的大信号，所述数控衰减器(23)用于低噪声放大器(11)输出功率的衰减。
4.根据权利要求3所述的一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，其特征在于：所述数控衰减器(23)为六位数控衰减器。
5.根据权利要求1所述的一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，其特征在于：还包括末级合成模块(3)，所述末级合成模块(3)包括前端3dB电桥(31)、末端3dB电桥(33)和两个功率放大器(32)，两个所述功率放大器位于前端3dB电桥(31)、末端3dB电桥(33)之间，两个所述功率放大器并联后与前端3dB电桥(31)、末端3dB电桥(33)串联，所述前端3dB电桥(31)与末级功率放大器(24)串联；
所述前端3dB电桥(31)用于末级功率放大器(24)输出信号的衰减，所述功率放大器用于提高信号驱动功率，所述末端3dB电桥(33)用于提高信号功率并输出信号。
6.根据权利要求1所述的一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，其特征在于：还包括耦合检波模块(4)，所述耦合检波模块(4)包括正向检波器(41)、反向检波器(42)和定向耦合器(43)，所述定向耦合器(43)用于监控末端3dB电桥(33)输出的信号并输出信号，所述正向检波器(41)和反向检波器(42)用于处理定向耦合器(43)向正向检波器(41)、反向检波器(42)输出的信号。
7.根据权利要求6所述的一种0.8GHz～2GHz射频功率放大装置，其特征在于：所述定向耦合器(43)为双定向耦合器。
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