一种射频信号输出装置的制作方法

本实用新型涉及功率放大器领域，具体涉及一种射频信号输出装置。

背景技术：

目前国内外实现大功率脉冲射频信号的输出主要依靠行波管脉冲功率放大器来实现，但是现有的行波管输出射频脉冲信号的上升沿、下降沿时间较长，随着通信系统中对行波管脉冲功率放大器输出的射频大功率脉冲信号上升沿、下降沿时间的要求越来越严格，优化行波管脉冲功率放大器的输出射频脉冲信号上升沿、下降沿亟待解决。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种射频信号输出装置解决了现有行波管输出射频脉冲信号的上升沿、下降沿时间较长的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

提供一种射频信号输出装置，其包括控制模块，控制模块与嵌套脉冲信号产生模块的控制端相连接；嵌套脉冲信号产生模块的第一输出端连接射频开关的控制端；嵌套脉冲信号产生模块的第二输出端与高压电源的控制端相连接；射频开关的信号输入端连接信号源，射频开关的信号输出端连接前级放大器的输入端；前级放大器的输出端连接脉冲行波管的输入端，脉冲行波管的输出端作为整个射频信号输出装置的输出端；高压电源与脉冲行波管电连接。

进一步地，控制模块包括型号为EP2C8T144I8的芯片U4、型号为SPX3819M5-L-1-2的芯片U1、型号为SP1117-3.3的芯片U3、型号为PDL03-12S05的芯片U6、型号为EPCS4SI8的芯片U5、型号为24LC64的芯片U11、型号为SCXI-7050DFA-50MHZ的芯片Y1和规格为5x2的排针J1；

芯片U6的引脚2分别连接电容C2的一端和电容C39的一端并作为外部电源正极的接入端；芯片U6的引脚3连接电容C42的一端；芯片U6的引脚1分别连接电容C42的另一端、电容C39的另一端和电容C2的另一端并作为外部电源负极的接入端；芯片U6的引脚7连接电容C40的一端并接地；芯片U6的引脚6连接电容C40的另一端并作为5V电源输出端；

芯片U3的引脚3分别与5V电源输出端和电容C5的一端相连接；电容C5的另一端分别连接芯片U3的引脚1和电容C35的一端；芯片U3的引脚2连接电容C35的另一端并作为3.3V电源输出端；

芯片U1的引脚1分别连接芯片U1的引脚3、电容C1的一端和3.3V电源输出端；芯片U1的引脚2连接电容C1的另一端并接地；芯片U1的引脚5分别连接接地电容C33和接地电容C34并作为1.2V电源输出端；

芯片U4的引脚5、引脚23、引脚29、引脚116、引脚127、引脚138、引脚77、引脚95、引脚102、引脚46、引脚54和引脚66均与3.3V电源输出端相连接；芯片U4的引脚26、引脚50、引脚62、引脚81、引脚124和引脚131均连接1.2V电源输出端；芯片U4的引脚6、引脚19、引脚27、引脚33、引脚39、引脚49、引脚56、引脚61、引脚68、引脚78、引脚80、引脚98、引脚105、引脚111、引脚117、引脚123、引脚128、引脚130和引脚140均接地；

芯片U4的引脚35和引脚107均连接1.2V电源输出端；芯片U4的引脚37分别连接电阻R10的一端和电容C7的一端；电阻R10的另一端连接1.2V电源输出端；电容C7的另一端分别连接接地电阻R33和芯片U4的引脚38；芯片U4的引脚109分别连接电阻R34的一端和电容C26的一端；电阻R34的另一端连接1.2V电源输出端；电阻R26的另一端分别连接接地电阻R35和芯片U4的引脚110；芯片U4的引脚36和引脚34相连并接地；芯片U4的引脚106和引脚108相连并接地；

芯片U4的引脚132、引脚133和引脚134分别对应连接芯片U11的引脚7、引脚6和引脚5；芯片U4的引脚142接地，芯片U4的引脚144连接接地电容C44；芯片U11的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地；芯片U11的引脚8分别连接3.3V电源输出端和接地电容C49；

芯片U4的引脚40接地，芯片U4的引脚67连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端分别连接电阻R13的一端和接地电容C3；电阻R13的另一端连接3.3V电源输出端；芯片U4的引脚88、引脚89、引脚90、引脚91、引脚22、引脚21和引脚18均相连并接地；芯片U4的引脚15通过电阻R11连接芯片Y1的引脚3；芯片Y1的引脚2接地，芯片Y1的引脚4连接3.3V电源输出端；

芯片U4的引脚13分别连接排针J1的引脚9和电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接3.3V电源输出端；芯片U4的引脚10连接排针J1的引脚3；芯片U4的引脚12分别连接排针J1的引脚1和接地电阻R6；芯片U4的引脚11分别连接排针J1的引脚5和电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接3.3V电源输出端；排针J1的引脚2和引脚10接地，排针J1的引脚4连接3.3V电源输出端；芯片U4的引脚14连接芯片U5的引脚2；芯片U4的引脚85和引脚84相连并接地；芯片U4的引脚16连接接地电阻R2；芯片U4的引脚15连接芯片U5的引脚6；芯片U4的83通过电阻R3连接3.3V电源输出端；芯片U4的引脚20通过电阻R4连接3.3V电源输出端；芯片U4的引脚82通过电阻R5连接3.3V电源输出端；芯片U5的引脚4接地；芯片U5的引脚3分别连接芯片U5的引脚7、芯片U5的引脚8、接地电容C31和3.3V电源输出端；

芯片U4的引脚76连接接地电容C43；芯片U4的引脚1连接芯片U5的引脚5；芯片U4的引脚2连接芯片U5的引脚1；芯片U4的引脚4接地。

进一步地，芯片U4的引脚83还连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接发光二极管LED2的负极，发光二极管LED2的正极连接3.3V电源输出端。

进一步地，3.3V电源输出端还与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端连接发光二极管LED1的正极，发光二极管LED1的负极接地。

进一步地，3.3V电源输出端还分别与电容C17的一端、电容C18的一端、电容C19的一端、电容C8的一端、电容C9的一端、电容C10的一端、电容C11的一端、电容C12的一端、电容C13的一端、电容C14的一端、电容C15的一端和电容C16的一端相连接；电容C8的另一端分别连接电容C19的另一端、电容C10的另一端、电容C11的另一端、电容C12的另一端、电容C13的另一端、电容C14的另一端、电容C15的另一端、电容C16的另一端、电容C17的另一端、电容C18的另一端和电容C19的另一端相连接并接地。

进一步地，1.2V电源输出端还分别与电容C20的一端、电容C21的一端、电容C22的一端、电容C23的一端、电容C24的一端、电容C25的一端、电容C29的一端和电容C30的一端相连接；电容C20的另一端分别与电容C21的另一端、电容C22的另一端、电容C23的另一端、电容C24的另一端、电容C25的另一端、电容C29的另一端和电容C30的另一端相连接并接地。

进一步地，嵌套脉冲信号产生模块的型号为SWSPM-2PPSG-1。

进一步地，射频开关的型号为TSDR0218M。

进一步地，高压电源的型号为SWD3-11K8P1C600-1。

进一步地，前级放大器的型号为RTTWQ0618-28，所述脉冲行波管的型号为BM-8172。

本实用新型的有益效果为：本装置通过控制模块设置嵌套脉冲信号产生模块输出，使得前级放大器输出调制脉冲射频信号嵌套于脉冲行波管栅极开通时间内，进而消除高压电源调制电路带来的上升沿、下降沿的恶化，可最终实现行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号上升沿、下降沿的优化。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为芯片U1的外围电路图；

图3为芯片U3的外围电路图：

图4为芯片U6的外围电路图；

图5为LED1的外围电路图；

图6为LED2的外围电路图；

图7为芯片Y1的外围电路图；

图8为芯片U5的外围电路图；

图9为排针J1的外围电路图；

图10为芯片U4的第一部分外围电路图；

图11为芯片U4的第二部分外围电路图；

图12为芯片U4的第三部分外围电路图；

图13为芯片U4的第四部分外围电路图；

图14为芯片U4的第五部分外围电路图；

图15为芯片U4的第六部分外围电路图；

图16为芯片U4的第七部分外围电路图；

图17为芯片U4的第八部分外围电路图；

图18为芯片U4的第九部分外围电路图；

图19为芯片U11的外围电路图；

图20为芯片U4引脚67的外围电路图；

图21为3.3V电源外部电路图；

图22为1.2V电源外部电路图；

图23为行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号上升沿、下降沿优化的时序图。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，该射频信号输出装置包括控制模块，控制模块与嵌套脉冲信号产生模块的控制端相连接；嵌套脉冲信号产生模块的第一输出端连接射频开关的控制端；嵌套脉冲信号产生模块的第二输出端与高压电源的控制端相连接；射频开关的信号输入端连接信号源，射频开关的信号输出端连接前级放大器的输入端；前级放大器的输出端连接脉冲行波管的输入端，脉冲行波管的输出端作为整个射频信号输出装置的输出端；高压电源与脉冲行波管电连接。

如图2、图3、图4、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18和图19所示，控制模块包括型号为EP2C8T144I8的芯片U4、型号为SPX3819M5-L-1-2的芯片U1、型号为SP1117-3.3的芯片U3、型号为PDL03-12S05的芯片U6、型号为EPCS4SI8的芯片U5、型号为24LC64的芯片U11、型号为SCXI-7050DFA-50MHZ的芯片Y1和规格为5x2的排针J1；

芯片U6的引脚2分别连接电容C2的一端和电容C39的一端并作为外部电源正极的接入端；芯片U6的引脚3连接电容C42的一端；芯片U6的引脚1分别连接电容C42的另一端、电容C39的另一端和电容C2的另一端并作为外部电源负极的接入端；芯片U6的引脚7连接电容C40的一端并接地；芯片U6的引脚6连接电容C40的另一端并作为5V电源输出端；

芯片U3的引脚3分别与5V电源输出端和电容C5的一端相连接；电容C5的另一端分别连接芯片U3的引脚1和电容C35的一端；芯片U3的引脚2连接电容C35的另一端并作为3.3V电源输出端；

芯片U1的引脚1分别连接芯片U1的引脚3、电容C1的一端和3.3V电源输出端；芯片U1的引脚2连接电容C1的另一端并接地；芯片U1的引脚5分别连接接地电容C33和接地电容C34并作为1.2V电源输出端；

芯片U4的引脚5、引脚23、引脚29、引脚116、引脚127、引脚138、引脚77、引脚95、引脚102、引脚46、引脚54和引脚66均与3.3V电源输出端相连接；芯片U4的引脚26、引脚50、引脚62、引脚81、引脚124和引脚131均连接1.2V电源输出端；芯片U4的引脚6、引脚19、引脚27、引脚33、引脚39、引脚49、引脚56、引脚61、引脚68、引脚78、引脚80、引脚98、引脚105、引脚111、引脚117、引脚123、引脚128、引脚130和引脚140均接地；

芯片U4的引脚35和引脚107均连接1.2V电源输出端；芯片U4的引脚37分别连接电阻R10的一端和电容C7的一端；电阻R10的另一端连接1.2V电源输出端；电容C7的另一端分别连接接地电阻R33和芯片U4的引脚38；芯片U4的引脚109分别连接电阻R34的一端和电容C26的一端；电阻R34的另一端连接1.2V电源输出端；电阻R26的另一端分别连接接地电阻R35和芯片U4的引脚110；芯片U4的引脚36和引脚34相连并接地；芯片U4的引脚106和引脚108相连并接地；

芯片U4的引脚132、引脚133和引脚134分别对应连接芯片U11的引脚7、引脚6和引脚5；芯片U4的引脚142接地，芯片U4的引脚144连接接地电容C44；芯片U11的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4均接地；芯片U11的引脚8分别连接3.3V电源输出端和接地电容C49；

芯片U4的引脚40接地，芯片U4的引脚67连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端分别连接电阻R13的一端和接地电容C3；电阻R13的另一端连接3.3V电源输出端；芯片U4的引脚88、引脚89、引脚90、引脚91、引脚22、引脚21和引脚18均相连并接地；芯片U4的引脚15通过电阻R11连接芯片Y1的引脚3；芯片Y1的引脚2接地，芯片Y1的引脚4连接3.3V电源输出端；

芯片U4的引脚13分别连接排针J1的引脚9和电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接3.3V电源输出端；芯片U4的引脚10连接排针J1的引脚3；芯片U4的引脚12分别连接排针J1的引脚1和接地电阻R6；芯片U4的引脚11分别连接排针J1的引脚5和电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接3.3V电源输出端；排针J1的引脚2和引脚10接地，排针J1的引脚4连接3.3V电源输出端；芯片U4的引脚14连接芯片U5的引脚2；芯片U4的引脚85和引脚84相连并接地；芯片U4的引脚16连接接地电阻R2；芯片U4的引脚15连接芯片U5的引脚6；芯片U4的83通过电阻R3连接3.3V电源输出端；芯片U4的引脚20通过电阻R4连接3.3V电源输出端；芯片U4的引脚82通过电阻R5连接3.3V电源输出端；芯片U5的引脚4接地；芯片U5的引脚3分别连接芯片U5的引脚7、芯片U5的引脚8、接地电容C31和3.3V电源输出端；

芯片U4的引脚76连接接地电容C43；芯片U4的引脚1连接芯片U5的引脚5；芯片U4的引脚2连接芯片U5的引脚1；芯片U4的引脚4接地。

如图6所示，芯片U4的引脚83还连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接发光二极管LED2的负极，发光二极管LED2的正极连接3.3V电源输出端。

如图5所示，3.3V电源输出端还与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端连接发光二极管LED1的正极，发光二极管LED1的负极接地。

如图21所示，3.3V电源输出端还分别与电容C17的一端、电容C18的一端、电容C19的一端、电容C8的一端、电容C9的一端、电容C10的一端、电容C11的一端、电容C12的一端、电容C13的一端、电容C14的一端、电容C15的一端和电容C16的一端相连接；电容C8的另一端分别连接电容C19的另一端、电容C10的另一端、电容C11的另一端、电容C12的另一端、电容C13的另一端、电容C14的另一端、电容C15的另一端、电容C16的另一端、电容C17的另一端、电容C18的另一端和电容C19的另一端相连接并接地。

如图22所示，1.2V电源输出端还分别与电容C20的一端、电容C21的一端、电容C22的一端、电容C23的一端、电容C24的一端、电容C25的一端、电容C29的一端和电容C30的一端相连接；电容C20的另一端分别与电容C21的另一端、电容C22的另一端、电容C23的另一端、电容C24的另一端、电容C25的另一端、电容C29的另一端和电容C30的另一端相连接并接地。

在本实用新型的一个实施例中，嵌套脉冲信号产生模块的型号为SWSPM-2PPSG-1。射频开关的型号为TSDR0218M。高压电源的型号为SWD3-11K8P1C600-1。前级放大器的型号为RTTWQ0618-28，脉冲行波管的型号为BM-8172。

如图23所示，在具体使用过程中，控制模块通过控制嵌套脉冲产生模块两路脉冲上升沿之间和下降沿之间的时间间隔实现嵌套脉冲信号的产生，嵌套脉冲信号包括内侧脉冲信号和外侧脉冲信号，其中内侧脉冲信号接入射频开关的控制端，将信号源输入射频连续波信号调制为射频脉冲信号。外侧脉冲信号接入高压电源的控制端，用于调制高压电源的栅极电压输出，进而调制高压电源对脉冲行波管的供电，使得前级放大器输出的调制脉冲射频信号嵌套于脉冲行波管栅极开通时间内，进而实现行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号上升沿、下降沿的优化。

综上所述，本实用新型通过控制模块设置嵌套脉冲信号产生模块输出，使得前级放大器输出调制脉冲射频信号嵌套于脉冲行波管栅极开通时间内，进而消除高压电源调制电路带来的上升沿、下降沿的恶化，可最终实现行波管脉冲功率放大器输出射频脉冲信号上升沿、下降沿的优化。