[发明专利]可集成化的超高频宽带超线性放大器及其制造方法

说明书

 

可集成化的超高频宽带超线性放大器及其制造方法，属于负反馈量与信号变换有关的基本放大器制造领域。

采用控制分布参数等方法,可解决该技术领域中波特校正法设计复杂、元件数多,难于集成化、大规模生产等缺点。优点为高频、宽带、超线性、高稳定、可集成化、高可靠、低噪声、抗加速度,易大批量生产,无变压器时可定阻抗.可使用于50GHz以下的各种数字前置放大、仪器仪表、自动化控制、视频音频、线性与非线性通讯复用系统、有源滤波器、模拟量运算等。

背景技术

　我国航空对空指挥通信系统，一直以来都是模拟信号通信。虽然应用了数 字电路技术，但不能传输数据链。不管是调幅AM、调频FM、单边带调制SSB都 是模拟通信，其功率放大器都是非线性功率放大器。国内有些厂家和研究所也 在研制线性功率放大器，但也只限于10～20W，没有连续功率150W，峰值功率 270W的线性功率放大器。 

 

可集成化的超高频宽带超线性放大器及其制造方法，涉及高频、宽带、超线性、低噪声、高稳定、高可靠、深负反馈或以上性能任意组合的分立或集成、厚膜、薄膜生产方法，或者其中任意几种的组合生产法。本发明的特征在于控制分布参数，改善地线系统、元件紧密排列、改善变压器参数，使本发明的放大器可使用在近50GHZ或以下，从而使Kf·△f(闭环增益×有效使用带宽)和(1+Kβ)·△f(反馈深度×有效使用带宽)乘积增大。施以公知的二窄一宽与公知的波特校正法的折衷，可使本发明的放大器校正大为简化，适用于大规模生产，并可系列化设计与生产。适用于近50GHZ或以下的频率范围的各种用途。

由于采用了先进的传输线变压器技术， 用作功率合成器和分配器，具有体积小，功率大的优点，且不平度为0.1dB，隔 离度达到25dB～30dB。同时，采用了新型射频微波LDMOS场效应管作为功率放 大器。它拥有输出功率大、线性好、工作稳定、可靠等优点。尤其是在末级放 大电路中，采用双子星座封装的高频大功率管，可以很容易设计成推挽电路， 能有效抑制偶次谐波，提高了电磁兼容性。另外，本发明专利采用了微带电路 设计技术作为功率合成和放大器。综上，本发明专利填补了国内100MHZ～400MHZ 航空数据链传输的空白，能很好地应用在军用数据通信的关键模块中。它不仅 处于国内科技领先水平，而且具有很强的生命力，市场前景良好。

工作点设置电路：三极管1V3和有关电阻电容是放大器1N1的工作电压设 置电路。三极管1V4、1V5和二极管1VD18～1VD21与有关电阻电容组成前级推 动放大器1V6工作点设置电路I，起稳定工作和保护作用。三极管1V7、1V8和 二极管1VD23～1VD26和有关电阻电容构成末级放大器1V9工作点设置电路，同 样起到稳定与保护作用。三极管1V11、1V12和二极管1VD29～1VD32和有关电 阻电容构成末级放大器1V10工作点设置电路。上述的前级推动放大器1V6的工 作点设置电路I和末级放大器1V9，1V10的工作点设置电路均为本领域普通技术人员所熟知的技术。 

 

　VALC和一键通PTT控制电路：VALC电压由电台给出，一般为2～7V。改变 该电压的数值可以改变二极管1VD13～1VD16电调衰减器的衰减量，达到控制电 台输出功率的目的。而VALC电压的有、无是一键通PTT的控制电压。有VALC 电压时可以使放大器1N1的工作电压和前级推动放大器1V6、末级放大器1V9、 1V10的工作点电压相加，功放工作，有功率输出。无VALC电压时，放大器N1 的电源电压和前级推动放大器V6、末级放大器V9、V10的工作点电压为零，功 放不工作，无功率输出。该电压由电台提供，有VALC电压时，电台处于发射状 态，功放有功率输出。无VALC电压时，电台处于接收状态、发射机不工作，功 放无功率输出。该电压就是电台收发键控电压。 

 

　温度控制电路：稳压管1VD1、1VD2和ST1等有关电路组成该功放的温度控 制电路，通过ST1输出的直流电压大小来指示功放的工作温度，该电压送到电 台上去，用来检测功放的工作温度，通过电台实施对功放的保护。 

 

　前级推动放大器1V6和末级放大器1V9、1V10是新型射频LDMOS场效应管， 是21世纪最新设计的射频微波大功率器件，它拥有输出功率大、线性好、工作 稳定可靠等优点。尤其末级放大器1V9、1V10均是双子星座封装的高频大功率 管，可以很容易设计成推挽电路，能有效抑制偶次谐波，提高电磁兼容性。 

 

　电台供给的28V电源是通过馈通滤波器送到功放来的，加上采用了新型抗 EMI材料，也可有效提高该功放的电磁兼容特性。