航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大器的製作方法
2023-05-29 06:52:51
專利名稱：航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種功率放大器，具體地說是涉及一種航空數據鏈大功率 寬頻帶線性功率放大器。
技術背景我國航空對空指揮通信系統， 一直以來都是模擬信號通信。雖然應用了數字電路技術，但不能傳輸數據鏈。不管是調幅AM、調頻FM、單邊帶調製SSB都 是模擬通信，其功率放大器都是非線性功率放大器。國內有些廠家和研究所也 在研製線性功率放大器，但也只限於10 20W，沒有連續功率150W,峰值功率 270W的線性功率放大器。 發明內容本實用新型的目的是提供一種大功率的航空數據鏈寬頻帶線性功率放大器。為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案本實用新型包括自動增益電平控制ALC及調幅調製電路，上述自動增益電 平控制ALC及調幅調製電路的輸入端連接射頻已調製信號，其輸出端與前級預 放大電路相連接，前級預放大電路與前級推動放大電路相連，上述的前級推動 放大電路與該電路的工作點設置電路I相連，前級推動放大電路的輸出端與功 率分配電路相連，上述功率分配電路的輸出端與至少兩個末級放大電路相連接， 至少兩個末級放大電路並聯後均與功率合成電路相連；上述的末級放大電路均 配置有工作點設置電路。上述的射頻已調製信號為超高頻信號。上述的射頻已調製信號為甚高頻信號。在前級推動放大電路和末級放大電路中，均採用射頻微波LDMOS場效應管 作為功率放大器。上述自動增益電平控制ALC及調幅調製電路中的調幅調製電路為普通AM調 幅調製電路，且與自動增益電平控制ALC電路相連接。上述自動增益電平控制ALC及調幅調製電路中的調幅調製電路為普通AM調 幅調製電路，且與自動增益電平控制ALC電路相連接。上述的前級推動放大電路的工作點設置電路I和末級放大電路的工作點設 置電路均分別連接一鍵通PTT控制電路。上述的前級推動放大電路的工作點設置電路I和末級放大電路的工作點設置電路均分別連接一鍵通PTT控制電路。採用上述技術方案的本實用新型，由於採用了先進的傳輸線變壓器技術， 用作功率合成器和分配器，具有體積小，功率大的優點，且不平度為O. ldB，隔離度達到25dB 30dB。同時，採用了新型射頻微波LDMOS場效應管作為功率放 大器。它擁有輸出功率大、線性好、工作穩定、可靠等優點。尤其是在末級放 大電路中，採用雙子星座封裝的高頻大功率管，可以很容易設計成推挽電路， 能有效抑制偶次諧波，提高了電磁兼容性。另外，本實用新型採用了微帶電路 設計技術作為功率合成和放大器。綜上，本實用新型填補了國內100MHZ 400MHZ 航空數據鏈傳輸的空白，能很好地應用在軍用數據通信的關鍵模塊中。它不僅 處於國內科技領先水平，而且具有很強的生命力，市場前景良好。
圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型實施例1的電路圖；圖3為本實用新型實施例2的電路圖。
具體實施方式
實施例1如圖1所示，本實用新型包括自動增益電平控制ALC及AM、 FM和數字調製 接口電路，它與自動增益電平控制ALC電路相連接。且上述自動增益電平控制 ALC及AM、 FM和數字調製接口電路的輸入端連接射頻已調製信號，即超高頻UHF 信號，其輸出端與前級預放大電路相連接，前級預放大電路與前級推動放大電 路相連，上述的前級推動放大電路與該電路的工作點設置電路I相連，且前級 推動放大電路的輸出端與功率分配電路相連，功率分配電路的輸出端與兩個末 級放大電路相連接，兩個末級放大電路並聯後均與功率合成電路相連；兩個末 級放大電路均配置有工作點設置電路。在前級推動放大電路和末級放大電路中，均採用射頻微波LDMOS場效應管 作為功率放大器。另外，前級推動放大電路的工作點設置電路I和兩個末級放 大電路的工作點設置電路均分別連接PTT控制電路。如圖2所示，為本實用新型超高頻UHF270W線性功率放大器的電路圖。其 具體的工作原理為由電臺送來的射頻已調製信號送到射頻輸入端XS1，經過由四個二極體 VD1 VD4等組成的電調衰減器處理和控制後，送到放大器N1進行放大，經過由 電容C8 C13、電感L2、 L3組成的濾波器濾波後送到傳輸線變壓器T1，再送到 前級推動放大器V1的輸入端。電容C17、 C18和電阻R14 、 R15組成前級推動放大器V1的負反饋電路，電容C14、 C15、 C16和電感L5、 L6構成前級推動放 大器V1的輸入匹配電路，電容C19 C21和電感L7、 L8構成前級推動放大器VI 的輸出匹配電路。變壓器T2是前級推動放大器V1的輸出傳輸線變壓器。傳輸 線變壓器T3、 T4、 T5、 T6組成功率分配電路，它把前級推動放大器VI輸出的 高頻信號分成2路，分別送到末級放大器V2和V3的輸入級，去推動末級放大 器V2、 V3。傳輸線變壓器T7、 T8是末級放大器V2的輸入阻抗匹配變壓器，與 電容C28—起完成末級放大器V2的輸入阻抗匹配。傳輸線變壓器T9、 T10是末 級放大器V2的輸出阻抗匹配變壓器，與電容C29、 C30 —起完成末級放大器V2 的輸出阻抗匹配。變壓器T13、 T14是末級放大器V3的輸入阻抗匹配變壓器， 與電容C46 —起完成輸入阻抗匹配，變壓器T15、 T16是末級放大器V3的輸出 阻抗匹配變壓器，與電容C47、 C48—起完成V3的輸出阻抗匹配。變壓器Tll、 T12、 T17、 T18、 T20是該功率放大器的輸出功率合成電路，完成末級放大器V2、 V3功率輸出的合成，最後通過XS2把高頻功率信號輸送到電臺去。 其外圍的輔助電路包括工作點設置電路三極體V6和有關電阻電容構成放大器Nl的工作電壓設 置電路。三極體V7、 V8和二極體VD14 VD18與有關電阻電容組成前級推動放 大器V1的工作點設置電路I ，能夠起到穩定和保護的作用。三極體V9、 VIO、 二極體VD21 VD25和有關電阻電容構成末級放大器V2的工作點設置電路，同 樣起到穩定與保護的作用。三極體Vll、 V12和二極體VD27 VD31和有關電阻 電容構成末級放大器V3工作點設置電路。上述的前級推動放大器V1的工作點 設置電路I和末級放大器V2， V3的工作點設置電路均為本領域普通技術人員所 熟知的技術。VALC和一鍵通PTT控制電路VALC電壓由電臺給出， 一般為2 7V。改變 該電壓的數值可以改變二極體VD1 VD4電調衰減器的衰減量，達到控制電臺輸 出功率的目的。而VALC電壓的有、無是一鍵通PTT的控制電壓。有VALC電壓 時可以使放大器N1的工作電壓和前級推動放大器V1、末級放大器V2、 V3的工 作點電壓相加，功放工作，有功率輸出。無VALC電壓時，放大器N1的電源電 壓和前級推動放大器V1、末級放大器V2、 V3的工作點電壓為零，功放不工作， 無功率輸出。該電壓由電臺提供。有VALC電壓時，電臺處於發射狀態，功放有 功率輸出。無VALC電壓時，電臺處於接收狀態、發射機不工作，功放無功率輸 出。該電壓就是電臺收發鍵控電壓。溫度控制電路穩壓管VD19、 VD20和ST1等有關電路組成該功率放大器的 溫度控制電路。通過ST1輸出的直流電壓大小來指示功放的工作溫度，該電壓送到電臺上去，用來檢測功放的工作溫度，通過電臺實施對功放的保護。前級推動放大器VI、末級放大器V2， V3是新型射頻LDM0S場效應管，是 21世紀最新設計的射頻微波大功率器件，它擁有輸出功率大、線性好、工作穩 定可靠等優點。前級推動放大器V1、末級放大器V2、 V3均是雙子星座封裝的高頻大功率管，可以很容易設計成推挽電路，能有效抑制偶次諧波，提高電磁兼 容性。電臺供給的28V電源是通過饋通濾波器送到功放來的，加上採用了新型抗 EMI材料，也可有效提高該功放的電磁兼容特性。 實施例2如圖1所示，本實用新型包括自動增益電平控制ALC及AM、 FM和數字調製 接口電路，它與自動增益電平控制ALC電路相連接。且上述自動增益電平控制 ALC及AM、 FM和數字調製接口電路的輸入端連接射頻已調製信號，即超高頻VHF 信號，其輸出端與前級預放大電路相連接，前級預放大電路與前級推動放大電 路相連，上述的前級推動放大電路與該電路的工作點設置電路I相連，且前級 推動放大電路的輸出端與功率分配電路相連，功率分配電路的輸出端與兩個末 級放大電路相連接，兩個末級放大電路並聯後均與功率合成電路相連；兩個末 級放大電路均配置有工作點設置電路。在前級推動放大電路和末級放大電路中，均採用射頻微波LDM0S場效應管 作為功率放大器。另外，前級推動放大電路的工作點設置電路I和兩個末級放 大電路的工作點設置電路均分別連接一鍵通PTT控制電路。如圖3所示，為本實用新型超高頻VHF270W線性功率放大器的電路圖。其 具體的工作原理為由電臺送來的射頻和已調製信號送到射頻輸入端XS1，經過由四個二極體 1VD13 1VD16等組成的電調衰減器處理和控制後，送到放大器1N1進行放大， 經過由電容1C54 1C58、電感1L1、 1L2組成的濾波器濾波後送到傳輸線變壓器 1T5，也送到前級推動放大器1V6的輸入端，電容1C62和電阻1R70構成前級推 動放大器1V6的負反饋電路，電容1C59、 1C60和電感1L4是前級推動放大器1V6 的輸入匹配電路，電容1C63 1C65和1L9是其輸出匹配電路，變壓器1T6是前 級推動放大器1V6輸出傳輸線變壓器。變壓器1T7、 1T8、 1T9、 1T10傳輸線變 壓器組成功率分配電路，把前級推動放大器1V6輸出的高頻信號分成2路，分 別送到末級放大器1V9、 1V10的輸入級，去推動末級放大器1V9、 IVIO。變壓器 1T1、 1T2是末級放大器1V9的輸入阻抗匹配變壓器，且與電容1C27—起完成末 級放大器1V9的輸入阻抗匹配。變壓器1T3、 1T4是末級放大器1V9的輸出阻抗匹配變壓器，且與電容1C30、 1C31、 1C32—起完成末級放大器1V9的輸出阻抗 匹配。變壓器1T11、 1T12是末級放大器1V10的輸入阻抗匹配變壓器，且與電 容1C85—起完成末級放大器1V10的輸入阻抗匹配，變壓器1T13、 1T14是末級 放大器1V10的輸出阻抗匹配變壓器，且與電容1C89、 1C90、 1C94一起完成末 級放大器1V10的輸出阻抗匹配。變壓器1T15、 1T16、 1T17、 1T18是該功放的 輸出功率合成電路，完成末級放大器1V9、 1V10功率輸出的合成，最後通過XS2 把放大了的高頻功率信號輸送到電臺去。 其外圍輔助電路包括工作點設置電路三極體1V3和有關電阻電容是放大器1N1的工作電壓設 置電路。三極體1V4、 1V5和二極體1VD18 1VD21與有關電阻電容組成前級推 動放大器1V6工作點設置電路I ，起穩定工作和保護作用。三極體1V7、 1V8和 二極體1VD23 1VD26和有關電阻電容構成末級放大器1V9工作點設置電路，同 樣起到穩定與保護作用。三極體1V11、 1V12和二極體1VD29 1VD32和有關電 阻電容構成末級放大器1V10工作點設置電路。上述的前級推動放大器1V6的工 作點設置電路I和末級放大器1V9， 1V10的工作點設置電路均為本領域普通技術人員所熟知的技術。VALC和一鍵通PTT控制電路VALC電壓由電臺給出， 一般為2 7V。改變該電壓的數值可以改變二極體1VD13 1VD16電調衰減器的衰減量，達到控制電 臺輸出功率的目的。而VALC電壓的有、無是一鍵通PTT的控制電壓。有VALC 電壓時可以使放大器1N1的工作電壓和前級推動放大器1V6、末級放大器1V9、 1V10的工作點電壓相加，功放工作，有功率輸出。無VALC電壓時，放大器N1 的電源電壓和前級推動放大器V6、末級放大器V9、 V10的工作點電壓為零，功 放不工作，無功率輸出。該電壓由電臺提供，有VALC電壓時，電臺處於發射狀 態，功放有功率輸出。無VALC電壓時，電臺處於接收狀態、發射機不工作，功放無功率輸出。該電壓就是電臺收發鍵控電壓。溫度控制電路穩壓管1VD1、 1VD2和ST1等有關電路組成該功放的溫度控 制電路，通過ST1輸出的直流電壓大小來指示功放的工作溫度，該電壓送到電 臺上去，用來檢測功放的工作溫度，通過電臺實施對功放的保護。前級推動放大器1V6和末級放大器1V9、 1V10是新型射頻LDMOS場效應管， 是21世紀最新設計的射頻微波大功率器件，它擁有輸出功率大、線性好、工作 穩定可靠等優點。尤其末級放大器1V9、 1V10均是雙子星座封裝的高頻大功率 管，可以很容易設計成推挽電路，能有效抑制偶次諧波，提高電磁兼容性。電臺供給的28V電源是通過饋通濾波器送到功放來的，加上採用了新型抗 EMI材料，也可有效提高該功放的電磁兼容特性。
權利要求1、一種航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大器，它包括自動增益電平控制ALC及調幅調製電路，所述自動增益電平控制ALC及調幅調製電路的輸入端連接射頻已調製信號，其輸出端與前級預放大電路相連接，前級預放大電路與前級推動放大電路相連，所述的前級推動放大電路與該電路的工作點設置電路I相連，其特徵在於前級推動放大電路的輸出端與功率分配電路相連，所述功率分配電路的輸出端與至少兩個末級放大電路相連接，至少兩個末級放大電路並聯後均與功率合成電路相連；所述的末級放大電路均配置有工作點設置電路。
2、 根據權利要求1所述的航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大器，其特 徵在於所述的射頻已調製信號為超高頻信號。
3、 根據權利要求1所述的航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大器，其特 徵在於所述的射頻已調製信號為甚高頻信號。
4、 根據權利要求1所述的航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大器，其特 徵在於在所述的前級推動放大電路和末級放大電路中，均採用射頻微波LDMOS 場效應管作為功率放大器。
5、 根據權利要求1或2或4所述的航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大 器，其特徵在於所述自動增益電平控制ALC及調幅調製電路中的調幅調製電 路為普通AM調幅調製電路，且與自動增益電平控制ALC電路相連接。
6、 根據權利要求1或3或4所述的航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大 器，其特徵在於所述自動增益電平控制ALC及調幅調製電路中的調幅調製電 路為普通AM調幅調製電路，且與自動增益電平控制ALC電路相連接。
7、 根據權利要求5所述的航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大器，其特 徵在於所述的前級推動放大電路的工作點設置電路I和末級放大電路的工作 點設置電路均分別連接一鍵通PTT控制電路。
8、 根據權利要求6所述的航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大器，其特 徵在於所述的前級推動放大電路的工作點設置電路I和末級放大電路的工作 點設置電路均分別連接一鍵通PTT控制電路。
專利摘要本實用新型公開了一種航空數據鏈大功率寬頻帶線性功率放大器，它包括自動增益電平控制ALC及調幅調製電路，自動增益電平控制ALC及調幅調製電路的輸入端連接射頻已調製信號，其輸出端與前級預放大電路相連接，前級預放大電路與前級推動放大電路相連，前級推動放大電路與該電路的工作點設置電路I相連，前級推動放大電路的輸出端與功率分配電路相連，功率分配電路的輸出端與至少兩個末級放大電路相連接，至少兩個末級放大電路並聯後均與功率合成電路相連；末級放大電路均配置有工作點設置電路。由於採用先進的傳輸線變壓器技術，用作功率合成器和分配器，具有體積小，功率大的優點，且不平度為0.1dB，隔離度達到25dB～30dB。
文檔編號H04L27/02GK201219249SQ200820147780
公開日2009年4月8日 申請日期2008年7月2日 優先權日2008年7月2日
發明者張永普, 徐順滿 申請人:鄭州華航科技有限公司