[发明专利]集群通信功率放大的设置方法与功率放大器

说明书

技术领域

本发明属于无线电通信，尤其是大功率集群通信功率放大方法与装置。

背景技术

早在公众移动通信规模发展之前，无线通信一直应用于各项专业领域，随着公众移动通信的长足发展，专业移动通信的应用相对滞后，也常被忽视。现阶段的专用无线通信系统包括常规的模拟集群、数字集群、对讲等技术，总体来说具有技术相对落后、业务单一、应用面较窄等特点。但是，随着指挥调度和应急通信需求的增长，集群通信系统在民用和军用中的重要性日益显著，现有的技术已远远不能满足需求。虽然，也有为数不多的数字集群系统应用，但总体存在着价格高、稳定性差、可靠性差、频谱效率不高、售后支持有限等不足，严重地制约了集群通信应用的发展。

功率回退法就是把功率放大器的输入功率从1dB压缩点(放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。随着输入功率的继续增大，放大器渐渐进入饱和区，功率增益开始下降，通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点，用P1dB表示。)向后回退6-10个分贝，工作在远小于1dB压缩点的电平上，使功率放大器远离饱和区，进入线性工作区，从而改善功率放大器的三阶交调系数。一般情况，当基波功率降低1dB时，三阶交调失真改善2dB。功率回退法简单且易实现，不需要增加任何附加设备，是改善放大器线性度行之有效的方法，缺点是效率降低。此外，在线性度要求很高的场合，只靠功率回退是不够的。

发明内容

本发明目的是：提出一种集群通信功率放大的设置方法与功率放大器；为了改善集群通信功率放大器的性能指标，提高集群通信性能，提高功率放大器的线性度，扩大集群调度的网络覆盖，设计出可应用于移动式或固定式集群调度通信的功率放大器，很大程度上解决集群通信中通信稳定性差、通信范围有限、控制智能化差等问题。

本发明的技术方案是：集群通信功率放大器的设置方法，包括输入阻抗匹配电路、可控衰减网络电路、功率放大器、定向耦合与输出功率检测电路、隔离器、谐波滤波器与输出微带阻抗匹配电路并依次连接，设有DSP电路，功率放大器包括前后连接的前级放大和末级放大两部分，输入和输出阻抗匹配电路串联和并联构成梯形连接电容的微带混合匹配电路，输出功率检测电路连接至设有的DSP电路，DSP电路输出接可控衰减网络电路的控制端；所述微带混合匹配电路用于功放电路的前级和末级电路。所述输入阻抗匹配电路是微带混合匹配电路，用于功放器电路的前级放大和末级放大电路；

定向耦合与功率检测电路采用平行微带线定向耦合器，平行微带线的第一条微带线是信号的传输通道，平行于第一条微带线的第二条微带线(副线)对信号的耦合取样，通过电场，信号在副线的两个端口Term3、Term4上产生同向感应电压，磁场耦合则产生反向感应电压，配合超短波检波电路来完成其功率检测，驻波检测，连接并反馈到DSP分析处理控制单元来连接到可控衰减网络电路的控制端，根据检测到输出功率的大小来适当调节衰减网络电路HMC273MSIO6的衰减值，得到最佳的功率输出特性；

功率放大器还设有温补电源、增益自动控制电路。温补电源部分是指在电源偏置电路中采取温度补偿电路；温度补偿电路是通过前级功放Q1集电极接有温度系数电阻；谐波滤波器主要是滤除信号的二、三次谐波分量，减少大信号对其它信号通信的干扰。

设计带宽(1dB)810MHz～910MHz约为100MHz，通带衰减小于1dB，线性度良好，在该工作频段内S11均小于-30dB。

具有高可靠性和增益的晶体管MRF859和LDMOS功放管MRF9060作为该前级功放和末级功放模块；可控衰减网络电路中选择HITTITE公司的HMC273MSIOG，L1、L2为高频扼流圈，以阻止射频功率信号的分流，通过电路RL调节与R1、R2一起使三极管Q1偏置饱和状态，对功率管MRF859和MRF9060起稳步补偿作用，通过调整R6，R7的电压关系，来调节合适的静态工作点，以保证放大器的增益、1dB压缩点输出功率、三阶互调以及工作效率等指标。

功率放大器工作在851～866MHz波段，该功率放大器采用智能AGC方式控制管理，集成温度补偿、温度检测、功率与VSWR检测等应用，基于成熟的功率回退线性技术。