CN2899284Y - 射频功率放大器 - Google Patents

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Abstract

一种射频功率放大器，包括依序电连接的电流检测电路、电源开关电路、DC－DC(直流)电压转换电路、馈电滤波电路，以及中央处理器，电流检测电路的一输出端连接到中央处理器，中央处理器的一输出端连接到电源开关电路，还包括依序电连接的数控衰减(ATT)电路、自动电平控制(ALC)电路，以及射频信号放大电路，其中馈电滤波电路的输出端电连接至数控衰减电路、自动电平控制电路，以及射频信号放大电路，射频信号从数控衰减电路输入。通过电路的重新设计，该产品可实际用于WCDMA移动通信网络基站/直放站等发射机设备。

Description

射频功率放大器
【技术领域】
本实用新型是关于一种通信设备，特别是指一种射频功率放大器。
【背景技术】
射频功率放大器是无线通信设备的关键部件，它的功能是将射频信号进行功率放大。每种通信网络都拥有能令该通信网正常工作的射频功率放大器，每种通信网对射频功率放大器的指标要求不尽相同。WCDMA是第三代移动通信全球三大标准之一，它在线性度、工作带宽、工作频率等对功率放大器提出了比GSM、CDMA IS95等2G网络更高的要求，特别是对功率放大器工作时的临近信道功率比(ACPR)和频谱杂散发射指标提出了苛刻的要求，所以现有2G网络用的功率放大器就无法在3G网络上进行使用。如现在GSM网络系统功率放大器的频率主要为890～915MHz和935～960MHz，频带宽度为25MHz，CDMAIS95网络系统功率放大器的频率主要为825～835MHz和870～880MHz，频带宽度为10MHz，而WCDMA网络系统功率放大器的频率被要求为1920～1980MHz(上行)和2110～2170MHz(下行)，频带宽度60MHz，在频率和频带宽度上，WCDMA对功率放大器提出了高于2G网络的要求。而在线性度方面，由于WCDMA信号峰均比比GSM及CDMAIS95高，故在临近信道功率比及频谱杂散发射方面提出了更为苛刻的要求，如果拿2G网络指标要求的功放用在WCDMA网络上，将会出现信号失真放大、频谱杂散严重而使网络工作不正常且会干扰其他通信网络的问题。盛唐公司生产的WCDMA系统用射频功率放大器就是基于3GPP标准《3GPP TS25.143》和《3GPP TS25.141》对WCDMA系统的要求来进行设计制造的。
【发明内容】
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种工作频率要设计成可以工作在1920～1980MHz(上行)或2110～2170MHz(下行)频段并在60MHz带宽内的临近信道功率比及频谱杂散发射都满足《3GPP TS25.143》和《3GPPTS25.141》的要求，并具有RS-485串口通信接口提供网管控制和设备状态指示及告警功能。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种射频功率放大器，包括依序电连接的电流检测电路、电源开关电路、DC-DC(直流)电压转换电路、馈电滤波电路，以及中央处理器，电流检测电路的一输出端连接到中央处理器，中央处理器的一输出端连接到电源开关电路，还包括依序电连接的数控衰减(ATT)电路、自动电平控制(ALC)电路，以及射频信号放大电路，其中馈电滤波电路的输出端电连接至数控衰减电路、自动电平控制电路，以及射频信号放大电路，射频信号从数控衰减电路输入。
射频信号放大电路包括若干级功放管以及每个功放管的输入输出匹配电路。通过输出/输入匹配电路实现射频放大器的基本功能，该电路是以固态电路形式，采用特定的基材，以PCB(印刷电路板)形式实现的。
射频信号放大电路的输出端分别连接到一功率采样及检测电路以及一反向功率采样及驻波指示电路，功率采样及检测电路以及反向功率采样及驻波指示电路的输出端通过一模/数转换电路连接到所述的中央处理器，中央处理器的一输出端连接到所述数控衰减电路，同时中央处理器的另一输出端通过一数/模转换电路连接到自动电平控制电路。
一栅极温度补偿电路的输入端连接到所述馈电滤波电路，输出端分别连接至射频信号放大电路中的功放器的栅极。
还包括连接在所述电源开关电路与馈电滤波电路之间的DC-DC电压转换电路。
中央处理器通过一RS-485串口通信电路实现网管计算机对所述射频功率放大器的通信控制。
还包括一输出端连接至中央处理器的温度检测电路。
本实用新型射频功率放大器的优点在于：通过电路的重新设计，该产品能够完全符合《3GPP TS25.143》和《3GPP TS25.141》对WCDMA系统功放的要求，可实际用于WCDMA移动通信网络系统。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1是本实用新型射频功率放大器的组成图。
【具体实施方式】
本实用新型射频功率放大器包括电流检测电路1、电源开关电路2、中央处理器(CPU)3、DC-DC(直流)电压转换电路4、馈电滤波电路5、数控衰减(ATT)电路6、自动电平控制(ALC)电路7、射频信号放大电路8、功率采样及检测电路9、反向功率采样及驻波指示电路10、RS-485串口通信电路11、温度检测电路12，以及栅极温度补偿电路13。上述电路集成在一PCB(印刷电路板)板上，该PCB板固定在该射频功率放大器的金属外壳内。
各组成部分的特征及相互关系如下所述。
+27V的直流电源通过电流检测电路1输出到电源开关电路2，电源开关电路2、DC-DC电压转换电路4，以及馈电滤波电路5依序电连接，馈电滤波电路5的输出端电连接至数控衰减(ATT)电路6、自动电平控制(ALC)电路7、以及射频信号放大电路8。射频信号输入至数控衰减(ATT)电路6，然后经过自动电平控制(ALC)电路7输送到射频信号放大电路8，射频信号放大电路8的输出电路分别连接到功率采样及检测电路9、以及反向功率采样及驻波指示电路10的输入端，功率采样及检测电路9，以及反向功率采样及驻波指示电路10的输出端通过一模/数转换电路连接到中央处理器3，中央处理器3的输出端分别连接到电源开关电路2、数控衰减(ATT)电路6，同时中央处理器3的输出端通过一数/模转换电路连接到自动电平控制(ALC)电路7。中央处理器3同时可与一EEPROM(可擦写的可编程只读存储器)以及RS-485串口通信电路11进行数据交换。温度检测电路12的输出端连接到中央处理器3，栅极温度补偿电路13的输入端连接到馈电滤波电路5，输出端分别连接至射频信号放大电路8中的功放器的输入端。
电流检测电路1是为电流告警功能提供依据，当电源电流超过告警门限时，便会提供电流告警信号。
电源开关电路2是为软件开关机功能设计的，开关使能信号由CPU送出。
DC-DC电压转换电路4是将外接的+27V电压进行DC-DC变换，为射频信号放大电路8提供其他直流电源电压。
馈电滤波电路5的主要作用是给各功放管及其他射频器件提供直流馈电，和对射频信号放大电路8和DC-DC电压转换电路4间的干扰进行滤除，为射频信号放大电路8提供纯净的直流偏置。
数控衰减(ATT)电路6是用于网管对功放输出功率的控制，网管可以向功放发送衰减指令，数控衰减电路6就会根据网管命令进行信号衰减。
自动电平控制(ALC)电路7的目的是要实现输出信号功率的自动控制功能和增益温度补偿功能，本电路采用单环反馈控制，当射频信号放大电路1的输出端口的功率采样及检测电路9检测出超过限定的功率输出时，功率采样及检测电路9会传送功率电压信号至中央处理器3，则中央处理器3会根据程序控制输入端的衰减器，减小输入信号功率，使输出功率保持在允许的范围之内，防止突激信号对别的通信设备产生干扰。增益温度补偿功能是就射频信号放大电路8的增益会随温度漂移的现象进行自动补偿，一般放大电路在低温时增益比高温高，自动电平控制电路7会在低温时利用衰减器来控制增益，使增益在全温度范围内波动符合要求。
射频信号放大电路8是该射频功率放大器的核心电路，它的作用就是对输入的射频信号进行线性放大输出，射频信号放大电路8采用线性化技术进行设计，具有若干级放大级联结构。功放管输入输出匹配电路81的输入端和输出端分别连接在射频信号放大电路8中的前一级功放管的输出端和后一级功放管的输入端之间，使功放管能工作在最佳状态。
功率采样及检测电路9是对输出功率进行采样，并转化为与功率对应的电压值，以实现功率指示功能，并为自动电平控制(ALC)电路7提供控制依据。
反向功率采样及驻波指示电路10是对射频信号放大电路1输出端口的反射信号进行采样，并转换成相应的反射功率，通过中央处理器3的运算实现输出端口的驻波指示。
RS-485串口通信电路11可实现网管计算机通过RS-485接口对该射频功率放大器进行通信控制。
温度检测电路12主要监测设备温度，并为CPU提供温度检测信号。
栅极温度补偿电路13是根据功率管工作点温度漂移曲线所做的补偿电路，它能使功率管工作在一个稳定的工作点之下，减弱因温度漂移带来的工作点漂移的影响。
PCB板采用一定介电常数的介质通过加工制成实现电路功能所需形状的微带电路，是实现主要射频电路功能的载体。
功放金属外壳外观为长方体结构，主要作用是保护产品电路，屏蔽电磁干扰，改善电路散热。

Claims (8)

1.一种射频功率放大器，包括依序电连接的电流检测电路(1)、电源开关电路(2)、直流电压转换电路(4)以及馈电滤波电路(5)，中央处理器(3)，电流检测电路的一输出端连接到中央处理器，中央处理器的一输出端连接到电源开关电路，其特征在于：还包括依序电连接的数控衰减电路(6)、自动电平控制电路(7)，以及射频信号放大电路(8)，其中馈电滤波电路的输出端电连接至数控衰减电路、自动电平控制电路，以及射频信号放大电路，射频信号从数控衰减电路输入。
2.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于：射频信号放大电路包括交叉电连接的功放管以及功放管输入输出匹配电路。
3.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于：射频信号放大电路的输出端连接到一功率采样及检测电路(9)，功率采样及检测电路通过一模/数转换电路连接到所述的中央处理器，中央处理器的一输出端连接到所述数控衰减电路，同时中央处理器的另一输出端通过一数/模转换电路连接到自动电平控制电路。
4.如权利要求3所述的射频功率放大器，其特征在于：包括一反向功率采样及驻波指示电路(10)，其与所述的功率采样及检测电路并联在射频信号放大电路的输出端以及所述数/模转换电路的输入端之间。
5.如权利要求2所述的射频功率放大器，其特征在于：一栅极温度补偿电路(13)的输入端连接到所述馈电滤波电路，输出端分别连接至射频信号放大电路中的功放器的栅极。
6.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于：包括连接在所述电源开关电路与馈电滤波电路之间的直流电压转换电路(4)。
7.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于：中央处理器通过一RS-485串口通信电路(11)实现网管计算机对射频功率放大器的通信控制。
8.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于：包括一输出端连接至中央处理器的温度检测电路。
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