一种VHF波段1000W功率放大器的制作方法

本发明涉及功率放大器技术领域，更具体地说，特别涉及一种vhf波段1000w功率放大器。

背景技术：

在无线电通信领域，无论是什么形式的发射机，我们都能看到射频功率放大器在整个无线电通信领域所扮演着重要的角色，射频功率放大器的主要作用是在发射频率上，将低电平信号放大到远距离传输所要求的功率电平。现有的调频广播工作频率为88～108mhz；外形尺寸为560(宽)×600(深)×1200(高)mm，其工作频率及外形尺寸均不能满足vhf波段1000w功率放大器的使用要求，因此有必要设计一种vhf波段1000w功率放大器。

技术实现要素：

本发明的目的就在于提供一种设计合理、效率高、可靠性高、满足体积和重量要求的vhf波段1000w功率放大器。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种vhf波段1000w功率放大器，包括依次串接的限幅放大器单元、自动电平控制单元、带通滤波器、前级功放单元、末前级功放单元、分配器、末级功放单元、大功率合成器、耦合器、检波器和采样控制电路，所述采样控制电路的输出端还连接有显示屏，所述vhf波段1000w功率放大器还包括温度检测单元，所述温度检测单元的输出端与所述采样控制电路连接，且所述温度检测单元的输出端还连接有冷却装置。

进一步地，所述限幅放大器单元包括依次串联的第一级放大器、限幅器、吸收电路、第二级放大器和温补衰减器，所述吸收电路一端连接在限幅器与第二级放大器之间，另一端接地。

进一步地，所述前级功放单元包括依次串联的前级第一级放大器、前级第一吸收电路、前级第二吸收电路、前级第二级放大器、前级温补衰减器、前级第三级放大器和前级第四级放大器，所述前级第一吸收电路的一端和所述前级第二吸收电路的一端并联在所述前级第一级放大器与所述前级第二级放大器之间，且另一端均接地。

进一步地，所述采样控制电路包括依次串联的采样放大电路、驻波及过温保护电路、多路开关、单片机和通信串口，且所述采样放大电路的输出端还与所述多路开关输入端连接。

进一步地，所述通信串口采用rs232串口。

进一步地，所述vhf波段1000w功率放大器的各个单元还连接有稳压电源。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的vhf波段1000w功率放大器采用先进的ldmos射频功率管技术，合理设计功放链路，并优化链路功率和增益分配，保证整机的高效率、高可靠性，并满足体积和重量要求，从而保证功放的先进性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明所述vhf波段1000w功率放大器的功能框图。

图2是本发明所述vhf波段1000w功率放大器的限幅放大器单元的功能框图。

图3是本发明所述vhf波段1000w功率放大器的前级功放单元的功能框图。

图4是本发明所述vhf波段1000w功率放大器的采样控制电路的功能框图。

图5是本发明所述vhf波段1000w功率放大器的限幅放大器电路原理图。

图6是本发明所述vhf波段1000w功率放大器的功放单元电路原理图。

图7是本发明所述vhf波段1000w功率放大器的采样电路原理图。

图8是本发明所述vhf波段1000w功率放大器的控制电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-图8所示，本发明提供一种vhf波段1000w功率放大器，包括依次串接的限幅放大器单元、自动电平控制单元、带通滤波器、前级功放单元、末前级功放单元、分配器、末级功放单元、大功率合成器、耦合器、检波器和采样控制电路，所述采样控制电路的输出端还连接有显示屏，所述vhf波段1000w功率放大器还包括温度检测单元，所述温度检测单元的输出端与所述采样控制电路连接，且所述温度检测单元的输出端还连接有冷却装置。

所述限幅放大器单元包括依次串联的第一级放大器、限幅器、吸收电路、第二级放大器和温补衰减器，所述吸收电路一端连接在限幅器与第二级放大器之间，另一端接地。所述限幅器是用来避免信号的峰值超过某一定的电平，目的是避免放大器过负荷。所述限幅放大器单元的作用是把输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平(称作限幅电平)，且再不随输入电压变化。所述限幅放大器单元的特点是：在输入电平小于0db时，所述限幅器的输出随所述限幅器的输入变化而变化；在输入电平由0～+10dbm变化时，所述限幅器的输出不变，其最大输入功率为+10dbm。

所述自动电平控制单元通过一个电调衰减器来控制输入到放大链路的信号电平大小；当输出功率大于设定功率时，增大电调衰减器的衰减量，从而减小到放大链路的信号电平，降低输出功率的大小；反之，减小电调衰减器的衰减量，增大到放大链路的信号电平，提高输出功率的大小。

所述带通滤波器采用的lc带通滤波器，在激励信号进入放大链路之前，先让信号通过带通滤波器，其作用是抑制带外杂波信号，以防止其对功放造成损伤。

所述前级功放单元包括依次串联的前级第一级放大器、前级第一吸收电路、前级第二吸收电路、前级第二级放大器、前级温补衰减器、前级第三级放大器和前级第四级放大器，所述前级第一吸收电路的一端和所述前级第二吸收电路的一端并联在所述前级第一级放大器与所述前级第二级放大器之间，且另一端均接地。所述前级第一级放大器增益大于15db，最大输出功率15dbm。所述前级第二级放大器组增益大于17db，最大输出功率19dbm。所述前级第三级放大器增益大于10db，最大输出功率36dbm。所述前级第四级放大器增益大于10db，最大输出功率39dbm。所述前级功放单元输出功率为1w的情况下，带内不平度为±0.25db。在所述末级功放单元输出功率不平度大的情况下还可以调节所述前级第一吸收电路和所述前级第二吸收电路来控制输出功率的不平度，进行频响的调节。

所述末前级功放单元由单只ldmos管组成，其增益大于15db，最大输出功率44dbm，根据输出功率1000w与末级功放的增益20db来计算，所述末前级功单元放只需要输出10w的功率就能推动所述末级功放单元输出1000w的功率。实际情况加上分配器及线缆的损耗，所述末前级功放单元至少要输出12w(40.8dbm)的功率，相对于最大输出功率44dbm来说，其线性度是很好的，所以让所述末前级功放单元工作在28v的工作电压下，在静态电流为1.0a时，其三阶互调大于28dbc。

所述末级功放单元包括2只功放管，2只功放管并接在分配器与大功率合成器之间。所述末级功放单元用来达到输出功率1000w的目的，单个ldmos管模块输出600w以上的功率。

所述分配器和所述大功率合成器采用3db90°正交方式分配/合成与同相分配/合成相结合的方式。

所述耦合器最大能承受2000w的功率，其耦合度为50db，方向性大于23db，输入输出阻抗50ω，带内不平度小于0.5db。

所述检波器工作电压为5v，在88—108mhz的频率范围内，送-10dbm的电平进去，其输出电平波动在1±0.05v之内，送0dbm的电平进去，其输出电平波动在3±0.1v之内。

所述采样控制电路包括依次串联的采样放大电路、驻波及过温保护电路、多路开关、单片机和通信串口，且所述采样放大电路的输出端还与所述多路开关输入端连接。所述单片机采用89s51型号，通信串口采用rs232串口。所述采样控制电路实时采集功放整机的模拟参量和状态量，设定控制状态量，完成对功放整机的实时控制，通过所述单片机实时采样功放整机的模拟参量和状态量参数，并在所述显示屏上显示，同时接收上位计算机的访问，向上位机传递功放整机的工作状态信息。

本发明的一种vhf波段1000w功率放大器工作原理是：输入信号经所述新型的vhf波段1000w功率放大器链路完成小信号的放大，同时耦合器耦合入射信号和反射信号送采样控制电路，并为整机提供一路射频监测信号，采样控制电路完成对入射功率、反射功率、工作温度、工作电压和工作电流的取样和放大，并送达单片机，单片机完成参数的计算、显示，当工作参数超过设定门限时，关断前级功放电源，实现对功放的保护，从而达到优化链路功率和增益分配，同时保证整机的高效率、高可靠性，并满足体积和重量要求。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。