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  大功率宽带射频脉冲功率放大器设计  
2017年04月27日09:19

大功率线性射频放大器模块广泛应用于电子对抗、雷达、探测等重要的通讯系统中,其宽频带、大功率的产生技术是无线电子通讯系统中的一项非常关键的技术。随着现代无线通讯技术的发展,宽频带大功率技术、宽频带跳频、扩频技术对固态线性功率放大器设计提出了更高的要求,即射频功率放大器频率宽带化、输出功率更大化、整体设备模块化。


  通常情况下,在HF~VHF频段设计的宽带射频功放,采用场效应管(FET)设计要比使用常规功率晶体管设计方便简单,正是基于场效应管输入阻抗比较高,且输入阻抗相对频率的变化不会有太大的偏差,易于阻抗匹配,另外偏置电路比较简单,设计的放大电路增益高,线性好。


  本文的大功率宽频带线性射频放大器是利用(MOSFET)来设计的,采取AB类推挽式功率放大方式,其工作频段为O 6M~10MHz,输出的脉冲功率为1200W。经调试使用,放大器工作稳定,性能可靠。调试、试验和实用时使用的测试仪器有示渡器、频谱分析仪、功率汁、大功率同轴衰减器、网络分析仪和射频信号发生器。


  1 脉冲功率放大器设计


  1.1 电路设计


  设计的宽频带大功率脉冲放大器模块要求工作频段大于4个倍频程,而且输出功率大,对谐波和杂波有较高的抑制能力;另外由于谐波是在工作频带内,因此要求放大器模块具有很高的线性度。


  针对设计要求,设计中射频功率放大器放大链采用三级场效应管,全部选用MOSFET。每级放大均采用AB类功率放大模式,且均选用推挽式,以保证功率放大器模块可以宽带工作。考虑到供电电源通常使用正电压比较方便,因此选用增强型MOS场效应管。另外为了展宽频带和输出大功率,采用传输线宽带匹配技术和反馈电路,以达到设计要求。


  由于本射频功率放大器输出要求为大功率脉冲式发射,因此要求第一、二级使用的MOSFET应具备快速开关切换,以保证脉冲调制信号的下降沿和上升沿完好,减少杂波和谐波的干扰。设计中第一、二级功率放大选用MOSFET为IRF510和IRF530。最后一级功放要求输出脉冲功率达到1200W,为避免使用功率合成技术,选用MOSPRT MRFl57作为最后的功率输出级。所设计的射频脉冲功率放大器电路原理图



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