廖 伟，江 燕，宋金华（同方电子科技有限公司，江西 九江 332100）
摘 要：经过长时刻开展，短波功率扩大器形成了从几瓦至几十千瓦的系列化产品；通讯间隔可达几千公里，是超视距通讯的重要手法。输出功率100 W的短波功率扩大器是较为常用的产品，适于便携以及车载等条件下运用。本文介绍的低压100 W短波功率扩大器选用全固态功率扩大器规划技能，具有供电电压低、体积分量小、操控简略和功用优秀等特色。作业频率为(1.6~30) MHz，正常作业电压规模为10~17 V，习惯电池供电环境运用，拓宽了产品的运用远景。
要害词：短波功率扩大器；短波功率分配器；短波功率组成器
0 导言
短波通讯首要经过电离层反射来进行远间隔通讯，或经过地波进行近间隔传输。短波通讯经过电离层反射来进行远间隔通讯，具有不易炸毁的特色，这是因为电离层不像电话线，或地上中继体系和卫星中继体系可能发生毛病或被人为损坏。短波通讯的这种无源中继通讯具有抗毁才能和自主通讯才能，成为无可代替的重要通讯方法。
短波功率扩大器是完结短波通讯的根底。根据不同的运用环境和通讯间隔可以挑选几瓦至几十千瓦的短波功率扩大器，其供电电压也是品种繁复。本文介绍的100 W短波功率扩大器的运用场景较为广泛，具有典型的含义；并且因为选用额外作业电压+14.4 V，与市面上的蓄电池电压相符，愈加拓宽了运用规模；别的，该短波功率扩大器具有体积分量小、作业电压低和操控简略等特色。
1 组成及原理
1.1 组成
短波功率扩大器[1]选用推进扩大器以及功率分配器和功率组成器等部分组成，详细电路组成框图如图1所示。
1.2 电路原理
本文规划短波功率扩大器包含三级扩大、可控衰减器、功率分配和组成、功率检测和维护与偏置电路组成。模块总增益为46 dB左右，详细增益分配如图2所示。
本功率扩大器具有闭环功率操控和驻波比维护功用，进步了功率扩大器的适配性和可靠性。功率检测模块供给反应信号，供给外部操控单元，然后完结安稳的功率输出；一起出现反常（如入射功率过大、反射功率过大等）时，内部维护电路进行硬件维护（堵截功放偏置电压），动作时刻为几十微秒，可有用维护设备安全。详细电路原理[1]如图3所示。
1.2.1 原理规划
榜首级推进扩大选用HE315完结，其方针可以满意功率扩大器要求。
可控衰减器用于根据外部操控调理环路增益到达调整输出功率值。根据全体方针要求可以分分出该衰减器输入信号≤30 dBm，然后选取了PE43702芯片，该器材具有输入功率高、线性度好、体积小、操控简略、精度高、步进小等特色。
第二级推进扩大选用BLF245B功放管规划的推挽式功率扩大器。该功放为对管封装产品，其对称性好，合适推挽扩大器规划。其最高作业频率为175 MHz，最大输出功率30 W，可以满意功率扩大器的需求。
功率分配器和功率组成器[2]选用正交功率分配/组成技能，长处是运用移相网络和魔T移相特性，可减小当负载反常时反射功率对功放管的影响，有用维护了功率扩大器的安全。什物规划的技能参数如表1所示。
末级功放是功率扩大器的要害模块，终究完结功率输出和方针功用首要取决于末级功放。选用的SR726功放管。该管能在+12.5 V供电条件下输出100 W射频功率，本功率扩大器模块选用2只SR726组成输出100 W，可以较好地满意要求。
维护与偏置电路作为功率扩大器的辅佐电路也是十分重要的，偏置电路完结第二级功率扩大器和末级功率扩大器的栅极上电作业，也便是功率扩大器的发动作业。该电路反应时刻直接关乎功率扩大器的输出功率时刻，是猝发通讯的要害方针。维护电路分为温度维护电路、过功率维护电路和负载反常维护电路。维护电路终究操控都是第二级功率扩大器和末级功率扩大器的偏置电压，若出现反常则关断功率扩大器以到达维护本身不被损坏的作用。该电路选用晶体三极管开关电路和“与门”电路完结功用。
1.2.2 要害技能完结
该功率扩大器模块规划的要害有以下几个方面：
1)各级模块的（1.6~30）MHz的宽带匹配；
2)功率扩大器输出变压器的规划；
3)功率分配器/组成器的规划。
功率扩大器宽带匹配运用了两种方法。除第二级推进扩大器和末级扩大器外均选用电阻衰减网络进行阻抗校对，因为各模块输出阻抗均挨近50 Ω，且信号较小选用该种方法简略；第二级推进扩大器和末级扩大器选用根据射频铁氧体规划[3]的传输线变压器完结宽带匹配，因为频段掩盖太宽然后对射频铁氧体的挑选有必定要求，此处挑选Fair-Rite Soft Ferrites公司的产品。
根据图2所示和输出功率100 W要求，可以推算出第二级推进扩大输出功率为2 W，末级扩大器输出功率为112 W。经过式(1)[4]可以核算出功放管规划输出阻抗，然后确认输出变压器的匝数比。
经过核算第二级推进扩大器的输出变压器器选用1:1的方法，关于特性阻抗50 Ω电路可以输出功率3 W左右，彻底可以满意输出功率要求。
经过核算末级扩大器的输出变压器选用1:4的方法，功放管输出阻抗为3.125 Ω。当供电电压为+14.4 V时，理论核算输出功率可以到达66 W，推挽扩大器双路输出可以到达132 W，可以满意规划要求。这样规划统筹了功放功率和方针要求较为适合。
功率分配器/组成器选用的是正交技能，该技能将反射信号与入射信号差相使之下降失配时反射电压，进步功率扩大器的可靠性。可是关于各通道的相位一致性提出了较高的要求，经过调整移相网络中的电感和电容，使各通道间的相位差确保在5°之内，若相位差异过大会增大功率分配器/组成器损耗，然后下降功率扩大器模块方针。假定输入信号功率为P1和P2，相位为Φ1和Φ2，此刻组成损耗经过式(2)[2]可以核算得到。
简略速查表如表2所示（△Φ为相位差、△P为功率差）。
2 技能施行
2.1 什物规划
根据规划方针和功率扩大器本身特性，在规划和调试时需求留意以下问题：
1）发热量很大，在规划时需将功率扩大器装置在散热器上，并进行风机强制风冷；
2）射频输出与输入防止挨近引起正反应自激；
3）射频MOS管装置时防止静电击穿或损害；
4）电压和电流均较大，布板时留意安全距离和导线宽度；
5）调试时逐级测验，利于调整方针和判别问题。
单元规划的详细相片如图4所示。
2.2 什物测验方针
根据上述规划，什物测验方针均到达规划方针，详细如表3所示。
3 规划方针
1）频率：（1.6 ~30） MHz；
2）输出功率：100 W±1 dB（PEP）；
3）互调失真：≥24 dB；
4）总增益：46±0.5 dB；
5）额外输入信号：+5 dBm；
6）最大输入信号：+15 dBm；
7）标称输入/出阻抗：50 Ω；
8）输入驻波比：≤1.5；
9）作业功率：35%；
10）作业温度：-25～55 ℃。
4 结语
低压100 W短波功率扩大器具有体积小、操控简略等特色，可以习惯多种环境装置运用要求。跟着电池技能的日益老练，拓宽了该型低压短波功率扩大器的运用范畴，具有杰出的市场远景。
参考文献：
[1] GREBENNIKOV A.射频与微波功率扩大器规划[M].张玉兴,赵宏飞，译.北京:电子工业出版社,2006.
[2] 杜海旺.大功率固态功放功率组成器功率研讨[J].科学技能与工程,2011,32(11).
[3] 张纪纲.射频铁氧体宽带器材[M].北京:科学出版社,1986.
[4] LUDWIG R,BOGDANOV G.射频电路规划：理论与运用[M].王子宇,王心悦,等译.2版.北京:电子工业出版社,2013.
（注：本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第07期第73页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。）
