一种带有自检系统的线性高功率放大器及供电方法技术方案

本发明专利技术涉及一种带有自检系统的线性高功率放大器，包括功率放大模块、电源模块、功放自检系统和功率输出模块，所述功率放大模块的输出端与功放自检系统的输入端、功率输出模块的输入端电连接，所述电源模块的输出端与功率放大模块的输入端、功放自检系统的输入端电连接，所述功率放大模块包括依次串联的前级放大单元、中级放大单元和末级放大单元，所述功率输出模块包括隔离器和滤波器，所述功放自检系统包括单片机模块、信号采集模块、PTT控制电路和上位机。本发明专利技术具有输出效率高的效果，同时具有自检保护功能，能够有效降低功放设备的故障率并降低成本。障率并降低成本。障率并降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种带有自检系统的线性高功率放大器及供电方法


[0001]本专利技术属于微波功率放大器
，具体涉及一种带有自检系统的线性高功率放大器及供电方法。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的迅速发展，雷达、基站等无线通信发射机得到了广泛应用，在无线通信发射机中，为了克服传输损耗以及扩大信号辐射范围，射频信号需要通过功率放大器放大到指定的功率并通过天线向外界辐射，功率放大器作为无线通信系统的核心部件，它的性能优劣将直接影响到发射机系统的输出功率、线性度和工作带宽等指标，近些年来，半导体材料发展迅速，研究表明，GaN材料具有大的禁带宽度、优越的电子迁移率、高的饱和电子漂移速度等优点，GaN射频功率放大管广泛应用于高频带宽的应用场景，但是现有的GaN射频功率管单体的输出功率较低，且功率放大器的工作环境较为恶劣，容易出现故障进而造成较高的成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种带有自检系统的线性高功率放大器及供电方法，具有输出效率高的效果，同时具有自检保护功能，能够有效降低功放设备的故障率并降低成本。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：一种带有自检系统的线性高功率放大器，包括功率放大模块、电源模块、功放自检系统和功率输出模块，所述功率放大模块的输出端与功放自检系统的输入端、功率输出模块的输入端电连接，所述电源模块的输出端与功率放大模块的输入端、功放自检系统的输入端电连接；所述功率放大模块包括依次串联的前级放大单元、中级放大单元和末级放大单元，所述前级放大单元包括低噪声射频功率管，所述中级放大单元包括LDMOS射频功率管，所述末级放大单元包括GaN射频功率管，所述末级放大单元还包括有输入耦合器、第一巴伦电路、第二巴伦电路和输出耦合器，所述输入耦合器的输入端与中级放大单元的输出端电连接，所述输入耦合器的输出端与第一巴伦电路的输入端电连接，所述第一巴伦电路的输出端与GaN射频功率管的输入端电连接，所述GaN射频功率管的输出端与第二巴伦电路的输入端电连接，所述第二巴伦电路的输出端与所述输出耦合器的输入端电连接；所述功率输出模块包括隔离器和滤波器，所述隔离器的输入端与输出耦合器的输出端电连接，所述隔离器的输出端与滤波器的输入端电连接；所述功放自检系统包括单片机模块、信号采集模块、PTT控制电路和上位机，所述单片机模块的输出端与PTT控制电路的输入端连接，所述单片机模块与上位机连接，所述信号采集模块包括温度检测模块、电压检测模块、驻波检测模块和激励检测模块，所述温度检测模块包括温度开关和温度传感器，所述温度传感器的输出端与单片机模块的输入端电连接，所述温度开关的输出端与PTT控制电路的输入端电连接，所述电压检测模块包括分压电
路模块，所述分压电路模块的输出端与单片机模块的输入端电连接，所述驻波检测模块包括运放比较器，所述运放比较器的输出端与单片机模块的输入端电连接，所述激励检测模块包括检波电路模块，所述检波电路模块的输出端与单片机模块的输入端电连接；所述电源模块包括高压限流器、限流电阻、场效应开关管、正压电源模块和负压电源模块，所述限流电阻的输出端与高压限流器的输入端电连接，所述高压限流器的输出端与场效应开关管的输入端电连接，所述场效应开关管的输出端与功率放大模块的输入端电连接，所述正压电源模块的输出端与功率放大模块、功放自检系统的输入端电连接，所述负压电源模块的输出端与功率放大模块的输入端电连接。
[0005]进一步地，所述低噪声射频功率管为GaAs射频功率管，所述低噪声射频功率管设置有三个，三个所述低噪声射频功率管依次串联连接并逐级放大，前两个所述低噪声射频功率管的增益为15dB，另一个所述低噪声射频功率管的增益为17.8dB。
[0006]进一步地，所述LDMOS射频功率管设置有两个，两个所述LDMOS射频功率管串联连接并逐级放大，前一个所述LDMOS射频功率管的功率为10w，增益为16dB，后一个所述LDMOS射频功率管的功率为20w，增益为17.5dB。
[0007]进一步地，所述GaN射频功率管设置有四个，四个所述GaN射频功率管并联连接，四个所述GaN射频功率管的功率均为150w，增益均为13dB。
[0008]进一步地，所述第一巴伦电路和第二巴伦电路均设置有两个，每个所述第一巴伦电路对应两路GaN射频功率管，每个所述第二巴伦电路对应两路GaN射频功率管。
[0009]进一步地，所述第一巴伦电路和第二巴伦电路均采用同轴线巴伦，所述同轴线巴伦由铁氧体磁芯上套接同轴电缆或同轴电缆绕在磁芯上构成。
[0010]进一步地，所述输入耦合器和输出耦合器均采用90
°
电桥耦合器。
[0011]进一步地，所述单片机模块采用STM32单片机，所述单片机模块通过RS232接口与上位机的RS232进行通信，所述单片机模块通过RS485接口与上位机的RS485进行通信。
[0012]所述的带有自检系统的线性高功率放大器的供电方法，所述场效应开关管和正压电源模块的输入端电连接有二级稳压电源，所述场效应开关管的输出端与LDMOS射频功率管的漏极和GaN射频功率管的漏极电连接，所述正压电源模块的输出端与LDMOS射频功率管的栅极、低噪声射频功率管和功放自检系统的输入端电连接，所述负压电源模块的输出端与GaN射频功率管的栅极电连接，所述LDMOS射频功率管和GaN射频功率管的源级均接地。
[0013]优选的，所述二级稳压电源提供的电压为+50V，所述正压电源模块提供的电压为+5V，所述负压电源模块提供电压为
‑
5V。
[0014]本专利技术的有益效果：本专利技术通过前级、中级和末级放大单元对输入功率进行逐级放大，并通过第二巴伦电路和输出耦合器逐步合成后输出，能够有效提高输出功率，同时本专利技术设置有功放自检系统，能够通过单片机模块及时获知信号采集模块所采集的信息是否异常，并在异常时操控PTT控制电路中的模拟开关使能脚的关闭，起到电路保护的效果，有效降低功放设备的故障率，从而降低维护成本。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的原理框图；图2为本专利技术所述功率放大模块的原理图；
图3为本专利技术所述末级放大单元及功率输出模块的拓扑图；图4为本专利技术所述功放自检系统的流程图；图5为本专利技术所述电源模块的流程图。
[0016]图中：1、低噪声射频功率管
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2、LDMOS射频功率管
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3、GaN射频功率管。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围，以下结合实施例具体说明。
[0018]实施例1如图1所示，本专利技术包括一种带有自检系统的线性高功率放大器，包括功率放大模块、电源模块、功放自检系统和功率输出模块，所述功率放大模块的输出端与功放自检系统的输入端、功率输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有自检系统的线性高功率放大器，其特征在于：包括功率放大模块、电源模块、功放自检系统和功率输出模块，所述功率放大模块的输出端与功放自检系统的输入端、功率输出模块的输入端电连接，所述电源模块的输出端与功率放大模块的输入端、功放自检系统的输入端电连接；所述功率放大模块包括依次串联的前级放大单元、中级放大单元和末级放大单元，所述前级放大单元包括低噪声射频功率管，所述中级放大单元包括LDMOS射频功率管，所述末级放大单元包括GaN射频功率管，所述末级放大单元还包括有输入耦合器、第一巴伦电路、第二巴伦电路和输出耦合器，所述输入耦合器的输入端与中级放大单元的输出端电连接，所述输入耦合器的输出端与第一巴伦电路的输入端电连接，所述第一巴伦电路的输出端与GaN射频功率管的输入端电连接，所述GaN射频功率管的输出端与第二巴伦电路的输入端电连接，所述第二巴伦电路的输出端与所述输出耦合器的输入端电连接；所述功率输出模块包括隔离器和滤波器，所述隔离器的输入端与输出耦合器的输出端电连接，所述隔离器的输出端与滤波器的输入端电连接；所述功放自检系统包括单片机模块、信号采集模块、PTT控制电路和上位机，所述单片机模块的输出端与PTT控制电路的输入端连接，所述单片机模块与上位机连接，所述信号采集模块包括温度检测模块、电压检测模块、驻波检测模块和激励检测模块，所述温度检测模块包括温度开关和温度传感器，所述温度传感器的输出端与单片机模块的输入端电连接，所述温度开关的输出端与PTT控制电路的输入端电连接，所述电压检测模块包括分压电路模块，所述分压电路模块的输出端与单片机模块的输入端电连接，所述驻波检测模块包括运放比较器，所述运放比较器的输出端与单片机模块的输入端电连接，所述激励检测模块包括检波电路模块，所述检波电路模块的输出端与单片机模块的输入端电连接；所述电源模块包括高压限流器、限流电阻、场效应开关管、正压电源模块和负压电源模块，所述限流电阻的输出端与高压限流器的输入端电连接，所述高压限流器的输出端与场效应开关管的输入端电连接，所述场效应开关管的输出端与功率放大模块的输入端电连接，所述正压电源模块的输出端与功率放大模块、功放自检系统的输入端电连接，所述负压电源模块的输出端与功率放大模块的输入端电连接。2.根据权利要求1所述的带有自检系统的线性高功率放大器，其特征在于：所述低噪声射频功率管为GaAs射频功率管，所述低噪声射频功率管设置有三个，三个所述低噪声射频功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春利，于海龙，叶彬，郝勇博，孙满盈，
申请(专利权)人：郑州宇林电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：