一种短波功率放大器的制作方法

1.本实用新型涉及功率放大技术领域，尤其涉及一种短波功率放大器。


背景技术：

2.伴随着通信技术的不断发展，人类应用的通信手段不断发生更新和变化。作为历史悠久的一种重要通信手段，短波通信虽然受到挑战，但相对于其他通信方式仍具备设备简单、成本低廉、机动性好、可适应复杂地形等优势。然而当用户短波通信需求的覆盖面积逐渐增大时，就需要短波通信能向更大功率方向发展，与此同时兼顾更大功率输出时的可靠性问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种短波功率放大器，可极大程度地提高短波通信的输出功率，且提供对该输出功率的可靠性检测功能，具有良好的实用性。
4.为了解决上述问题，本实用新型提出了一种短波功率放大器，所述短波功率放大器包括射频电源模块、功率分配模块、功率放大模块、功率合成模块和功率检测模块；
5.所述功率放大模块包括若干个功率放大电路，且每一个功率放大电路的输入端与所述功率分配模块的输出端相连接，所述功率分配模块的输入端与所述射频电源模块相连接；每一个功率放大电路的输出端与所述功率合成模块的输入端相连接，所述功率合成模块的输出端与所述功率检测模块相连接。
6.可选的，所述功率分配模块包括第一阻抗变换器和功率分配电路；
7.所述第一阻抗变换器的输入端与所述射频电源模块相连接，所述第一阻抗变换器的输出端与所述功率分配电路的输入端相连接，所述功率分配电路的输出端与所述若干个功率放大电路的输入端相连接。
8.可选的，所述功率分配电路包括若干个传输线变压器及其关联的若干个功率平衡电阻，其中每一个功率平衡电阻连接在对应的一个传输线变压器的两端。
9.可选的，所述功率放大电路包括推挽放大电路、偏置电路、负反馈电路和漏极馈电电路；
10.所述推挽放大电路的输入端与所述功率分配电路的输出端相连接，所述推挽放大电路的输出端与所述功率合成模块的输入端相连接；所述推挽放大电路包括场效应管组，所述偏置电路与所述场效应管组的栅极端相连接，所述负反馈电路与所述场效应管组的栅极端相连接，所述漏极馈电电路与所述场效应管组的漏极端相连接。
11.可选的，所述功率放大电路还包括漏极峰值检波电路，所述漏极峰值检波电路与所述场效应管组的漏极端相连接。
12.可选的，所述功率合成模块包括第二阻抗变换器和功率合成电路；
13.所述功率合成电路的输入端与所述若干个功率放大电路的输出端相连接，所述功
率合成电路的输出端与所述第二阻抗变换器的输入端相连接，所述第二阻抗变换器的输出端与所述功率检测模块相连接。
14.可选的，所述功率合成电路包括若干个传输线变压器及其关联的若干个大功率电阻，其中每一个大功率电阻连接在对应的一个传输线变压器的两端。
15.可选的，所述功率检测模块包括双定向耦合器和检波整流电路，所述双定向耦合器的信号输入端与所述第二阻抗变换器的输出端相连接，所述检波整流电路与所述双定向耦合器的信号输出端相连接。
16.在本实用新型实施例中，通过功率分配模块和若干个功率放大电路的配合运作可完成对初始射频功率的逐步划分放大，随后在功率合成模块的作用下实现更高射频功率的合成输出，以解决用户对短波通信的高需求难题；通过设置功率检测模块可实现对最终输出功率的可靠性检测，由此确保整个短波功率放大器的稳定运行。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，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。
18.图1是本实用新型实施例中的短波功率放大器的结构组成示意图；
19.图2是本实用新型实施例中的功率分配模块的电路结构示意图；
20.图3是本实用新型实施例中的单个功率放大电路的具体结构示意图；
21.图4是本实用新型实施例中的功率合成模块的电路结构示意图；
22.图5是本实用新型实施例中的功率检测模块的电路结构示意图。
具体实施方式
23.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.图1示出了本实用新型实施例中的短波功率放大器的结构组成示意图，所述短波功率放大器包括射频电源模块、功率分配模块、功率放大模块、功率合成模块和功率检测模块；基本的，所述功率放大模块包括若干个功率放大电路，且每一个功率放大电路的输入端与所述功率分配模块的输出端相连接，所述功率分配模块的输入端与所述射频电源模块相连接；每一个功率放大电路的输出端与所述功率合成模块的输入端相连接，所述功率合成模块的输出端与所述功率检测模块相连接。
25.具体的，结合图2所示出的功率分配模块的电路结构示意图可知，所述功率分配模块包括第一阻抗变换器t1
‑
1和功率分配电路，且所述第一阻抗变换器t1
‑
1的输入端与所述射频电源模块相连接，所述第一阻抗变换器t1
‑
1的输出端与所述功率分配电路的输入端相连接，所述功率分配电路的输出端与所述若干个功率放大电路的输入端相连接；其中，所述功率分配电路包括若干个传输线变压器(即变压器t2
‑
1至变压器t7
‑
1)及其关联的若干个
功率平衡电阻(即电阻r1
‑
1至电阻r6
‑
1)，且每一个功率平衡电阻连接在对应的一个传输线变压器的两端。具体实施过程中，所述射频电源模块用于提供25w射频功率信号给所述功率分配模块进行信号均等划分(即保持每个输出信号的相位和功率相同)；基于所述射频电源模块与所述功率分配模块之间的电连接线与所述功率分配模块内部的信号传输线是不相同的，利用所述第一阻抗变换器t1
‑
1可实现上述两类传输线的阻抗匹配以避免发生射频信号的反射现象。此外，根据所述功率分配电路的输出结果，本实用新型实施例设定所述功率放大模块内置有六个功率放大电路。
26.具体的，结合图3所示出的单个功率放大电路的具体结构示意图可知，所述功率放大电路包括推挽放大电路、偏置电路、负反馈电路和漏极馈电电路；其中，所述推挽放大电路的输入端与所述功率分配电路的输出端相连接，所述推挽放大电路的输出端与所述功率合成模块的输入端相连接；所述推挽放大电路包括场效应管组(即型号为mrf151g的两个场效应管)，所述偏置电路与所述场效应管组的栅极端相连接，所述负反馈电路与所述场效应管组的栅极端相连接，所述漏极馈电电路与所述场效应管组的漏极端相连接。具体实施过程中，所述推挽放大电路用于将所述功率分配电路所输出的单路4w射频功率信号放大为单路150w射频功率信号输出；在此基础上，所述偏置电路以型号为lm723的电压调节器n1为主要器件，用于在外部ptt(push to talk，按键通话)信号为高电平状态下，控制电压调节器n1通过引脚3向所述场效应管组的栅极端提供正常偏置电压，与此同时利用可变电阻rp1和可变电阻rp2来调整所述场效应管组的静态工作电流，由此保证所述场效应管组的可靠稳定运行；所述负反馈电路是由电容c5～c6、电阻r7～r10以及馈电变压器t2所组成的，所述漏极馈电电路是由电感l1～l2、馈电变压器t2、电容c14～c19以及电容c25～c28所组成的，通过设置上述两个电路可改善所述场效应管组的工作性能，进而提高所述场效应管组的输出信号质量。
27.此外，所述功率放大电路还包括漏极峰值检波电路，所述漏极峰值检波电路与所述场效应管组的漏极端相连接；具体实施过程中，所述漏极峰值检波电路是由电阻r11～r12、二极管v4～v11以及电容c11～c13所组成的，可实时对所述场效应管组的漏极峰值进行过压检测保护。
28.具体的，结合图4所示出的功率合成模块的电路结构示意图可知，所述功率合成模块包括第二阻抗变换器t7
‑
2和功率合成电路，且所述功率合成电路的输入端与所述若干个功率放大电路的输出端相连接，所述功率合成电路的输出端与所述第二阻抗变换器t7
‑
2的输入端相连接，所述第二阻抗变换器t7
‑
2的输出端与所述功率检测模块相连接；其中，所述功率合成电路包括若干个传输线变压器(即变压器t1
‑
2至变压器t6
‑
2)及其关联的若干个大功率电阻(即电阻r1
‑
2至电阻r6
‑
2)，其中每一个大功率电阻连接在对应的一个传输线变压器的两端。具体实施过程中，所述功率合成模块用于将所述若干个功率放大电路中的每一个功率放大电路所输出的单路150w射频功率信号进行合并得到单路800w射频功率信号输出，并通过所述第二阻抗变换器t7
‑
2进行信号反射消除处理；在此基础上，通过设置所述若干个大功率电阻可保证在任意一个传输线变压器无法接收到输入功率的情况下，通过吸收其他传输线变压器的部分输入功率以确保所有传输线变压器的当前输入功率保持平衡，由此保证所述功率合成模块的输出稳定。
29.具体的，结合图5所示出的功率检测模块的电路结构示意图可知，所述功率检测模
块包括双定向耦合器和检波整流电路，所述双定向耦合器的信号输入端与所述第二阻抗变换器t7
‑
2的输出端相连接，所述检波整流电路与所述双定向耦合器的信号输出端相连接。具体实施过程中，所述双定向耦合器包括变压器t8和变压器t9，基于所述功率检测模块设置有射频输入端口rf
‑
in(800w)和射频输出端口rf
‑
out，在上述两个端口所形成的传输干路中，通过变压器t8与所述传输干路的串联方式可实现对干路上的正向电流信号和反向电流信号的采集工作，通过变压器t9与所述传输干路的并联方式可实现对干路上的电压信号的采集工作；所述检波整流电路包括正向检波整流电路和反向检波整流电路，其中所述正向检波整流电路是由电阻r8
‑
1、电阻r10
‑
1、二极管v2以及电容c2所组成的，用于将正向电流信号与电压信号相乘所得到的正向功率正弦信号进行检波整流，得到正向功率电平以供外部电路的监测判断，同理所述反向检波整流电路是由电阻r7
‑
1、电阻r9
‑
1、二极管v1以及电容c1所组成的，用于将反向电流信号与电压信号相乘所得到的反向功率正弦信号进行检波整流，得到反向功率电平以供外部电路的监测判断，由此实现对整个短波功率放大器的输出验证功能。
30.在本实用新型实施例中，通过功率分配模块和若干个功率放大电路的配合运作可完成对初始射频功率的逐步划分放大，随后在功率合成模块的作用下实现更高射频功率的合成输出，以解决用户对短波通信的高需求难题；通过设置功率检测模块可实现对最终输出功率的可靠性检测，由此确保整个短波功率放大器的稳定运行。
31.以上对本实用新型实施例所提供的一种短波功率放大器进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。