一种脉冲功率放大器的制作方法

本实用新型涉及脉冲功放技术领域，具体而言，涉及一种脉冲功率放大器。

背景技术：

脉冲功率放大器是通信系统中的关键部分，为保护整个系统的运行稳定、工作精度高，通常要求脉冲功率放大器具有体积小，功率精度高、工作温度范围宽、稳定性好等特点，但是现在市面上常见的脉冲功率放大器存在体积大，增益控制精度差步进大等不足，不能满足人们的要求。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有技术中体积大，增益控制精度差步进大等不足，提供一种脉冲功率放大器。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：一种脉冲功率放大器，包括：射频部分和控制电源部分，所述射频部分包括依次相连的第一高通滤波器、第一预放大器、第一衰减器、第二预放大器、第二衰减器、驱动放大器、第三衰减器、第二高通滤波器、第一温度补偿器、末级放大器、第二温度补偿器和第三温度补偿器；

所述控制电源部分包括电源转换电路、电源滤波电路和控制电路，所述电源转换电路的输出端分别与所述第一预放大器和第二预放大器的输入端连接；所述电源滤波电路的输出端分别与所述驱动放大器和末级放大器的输入端连接；所述控制电路的输出端分别与所述第一预放大器、第二预放大器、驱动放大器和末级放大器的输入端连接。

根据一种优选实施方式，所述电源转换电路包括依次相连的第一滤波电容、线性稳压器和第二滤波电容；

所述第一滤波电容的输入端接+12v电源输入经线性稳压器和第二滤波电容输出+5v电源至第一预放大器和第二预放大器。

根据一种优选实施方式，所述电源滤波电路包括依次相连的第三滤波电容和储能电容；

所述第三滤波电容的输入端接+28v电源输入经储能电容输出+28v电源至驱动放大器和末级放大器。

根据一种优选实施方式，所述控制电路包括依次相连的第四滤波电容和驱动器；

所述第四滤波电容接am信号输入，所述am信号经控制电路隔离和下拉处理后进行逻辑变化，获取所述第一预放大器、第二预放大器、驱动放大器和末级放大器的控制信号。

根据一种优选实施方式，所述第一预放大器、第二预放大器、驱动放大器和末级放大器均为宽带放大器。

根据一种优选实施方式，所述第一预放大器、第二预放大器的工作范围均为dc～2.5ghz；

所述驱动放大器的工作范围为dc～2ghz；

所述末级放大器工作频率范围为700mhz～1500mhz。

根据一种优选实施方式，所述脉冲功率放大器包括底层和顶层，所述底层包括第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述第一预放大器容置于所述第一腔室内，所述第二预放大器容置于所述第二腔室内，所述控制电源部分容置于所述第三腔室内；

所述顶层包括第四腔室、第五腔室和第六腔室，所述驱动放大器容置于所述第四腔室内，所述末级放大器容置于所述第五腔室内，所述末级放大器后端的隔离器容置于所述第六腔室内。

根据一种优选实施方式，所述脉冲功率放大器的外形尺寸为95mm×40mm×20mm。

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：本实用新型不仅体积小，且内部采用分腔隔离，避免了可能存在的自激振荡，减小脉冲功率放大器内相互间的串扰；且本实用新型最大温升为1℃，不需要额外的散热措施；本实用新对输入控制信号进行多级滤波，减少了输入输出干扰；控制电源部分对电源进行共模抑制处理，并且内部采用二次稳压，稳定性好，以及本实用增益控制精度高等优点。

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1提供的射频部分的原理框图；

图2为本实用新型实施例1提供的控制电源部分的原理框图；

图3为本实用新型实施例1提供的射频部分中预放大器原理图；

图4为本实用新型实施例1提供的射频部分中驱动放大器和末级放大器原理图；

图5为本实用新型实施例1提供的控制电源部分原理图；

图6为本实用新型实施例1提供的脉冲功率放大器布局图；

图标：1-第一腔室，2-第二腔室，3-第三腔室，4-第四腔室，5-第五腔室，6-第六腔室。

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，或者是该申请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。

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1

参阅图1至图6所示，本实施例提供一种脉冲功率放大器，包括：射频部分和控制电源部分，射频部分包括依次相连的第一高通滤波器、第一预放大器、第一衰减器、第二预放大器、第二衰减器、驱动放大器、第三衰减器、第二高通滤波器、第一温度补偿器、末级放大器、第二温度补偿器和第三温度补偿器。具体的，射频部分用于将模块前级发送的已调信号通过第一高通滤波器滤波后经过第一预放大器进行放大，已调信号分别经多级放大后送到后端功放，可以理解的是，在脉冲功率放大器和末级放大器的输入端均有一高通滤波器，以使得通过高通滤波器滤除输入信号附加的低频信号，能够避免损坏末级放大器。

进一步的，因为脉冲功率放大器增益较高，所以本实施例中，第一预放大器、第二预放大器和驱动放大器选用高增益的放大器，以使得在输入电平波动范围内，保证驱动级输出都为饱和输出，输出基本恒定。

进一步的，第一预放大器、第二预放大器的工作范围均为dc～2.5ghz；驱动放大器的工作范围为dc～2ghz。

进一步的，在本实施例中，第一高通滤波器接收-7dbm至-12dbm功率输入，驱动放大器压缩约2db至5db，驱动放大器输出恒定为36dbm功率，再经过末级放大器后输出功率波动。

进一步的，射频部分中输出功率主要由末级放大器决定，在本实施例中，末级放大器连续波p-1db为45dbm，在脉冲状态下p-1为46dbm(40w)。末级放大器后端有隔离器和温度补偿器，最终输出约为44.7dbm。

进一步的，第一预放大器、第二预放大器、驱动放大器和末级放大器均为a类和ab类放大器，以使得放大器可连续波工作满足10％的占空比需求。

控制电源部分包括电源转换电路、电源滤波电路和控制电路，电源转换电路的输出端分别与第一预放大器和第二预放大器的输入端连接；电源滤波电路的输出端分别与驱动放大器和末级放大器的输入端连接；控制电路的输出端分别与第一预放大器、第二预放大器、驱动放大器和末级放大器的输入端连接。

具体的，电源转换电路包括依次相连的第一滤波电容、线性稳压器和第二滤波电容；第一滤波电容的输入端接+12v电源输入经线性稳压器和第二滤波电容输出+5v电源至第一预放大器和第二预放大器。

具体的，功耗如下：第一预放大器：70ma×1个＝70ma@5v；第二预放大器：200ma×1个＝200ma@5v；

具体的，电源滤波电路包括依次相连的第三滤波电容和储能电容；第三滤波电容的输入端接+28v电源输入经储能电容输出+28v电源至驱动放大器和末级放大器。

具体的，功耗如下：驱动放大器：400ma×1个＝400ma@28v；末级放大器：3a×1个＝3a@28v。

具体的，控制电路包括依次相连的第四滤波电容和驱动器。

具体的，第四滤波电容接am信号输入，am信号经控制电路隔离和下拉处理后进行逻辑变化，获取第一预放大器、第二预放大器、驱动放大器和末级放大器的控制信号。

具体的，第一预放大器、第二预放大器、驱动放大器和末级放大器均为宽带放大器。

由此可知，决定脉冲放大器输出波动指标的决定因素为末级放大器；具体的，末级放大器的工作频率为700mhz至1500mhz，本实施例中，频率范围处在末级放大器中间段；进一步的，通过末级放大器优化匹配即可获取对应的输出波动，本实施例最终输出波动约为0.4db。

具体的，功耗如下：控制电路：100ma@5v。可以理解的是，以上功耗估算均基于连续波情况，工作要求在4％占空比下。

具体的，本实施例中考虑到小体积、高增益、饱和状态工作下可能存在的自激振荡，所述脉冲功率放大器把整个增益链路分别分布在顶层和底层进行分腔隔离；具体的，脉冲功率放大器包括底层和顶层，底层包括第一腔室1、第二腔室2和第三腔室3，第一预放大器容置于第一腔室1内，第二预放大器容置于第二腔室2内，控制电源部分容置于第三腔室3内。顶层包括第四腔室4、第五腔室5和第六腔室6，驱动放大器容置于第四腔室4内，末级放大器容置于第五腔室5内，末级放大器后端的隔离器容置于第六腔室6内。可以理解的是，脉冲功率放大器中每一面都只有一只放大器处于饱和状态，避免了可能存在的自激振荡，减小脉冲功率放大器内相互间的串扰。

具体的，脉冲功率放大器的外形尺寸为95mm×40mm×20mm。

进一步的，根据本实施例中上述数据，脉冲功率放大器耗散功率约为3.8w，结构表面积为0.013㎡，材料对空气热传导率为238。

进一步的，根据热力学定律：p＝δc·a·η，其中p为发热量，a为物体表面积，η为热传导率，可得脉冲功率放大器最大温升为1℃，以使得，脉冲功率放大器不需要额外的散热措施。

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。