一种VHF波段大功率功放电路及其印刷电路板的制作方法

本发明涉及通信，尤其涉及一种vhf波段大功率功放电路及其印刷电路板。

背景技术：

1、对无线通信而言，发射机是必不可少的，而发射机的核心部件便是大功率功放。大功率功放模块的发射功率的大小直接决定了系统的作用距离、抗干扰能力及通信质量。应用于航空通信中的甚高频波段(very high frequency，vhf)及更低频段受限于器件的承受水平，单个功率放大芯片的输出功率相对较小，为了获得更高的功率输出，更小的带内平坦度，往往需要采取功率合成技术和良好的设计技术及调试技术。

2、随着无线通信的迅猛发展，对通信系统的需求越来越高，提出了大功率密度、高线性度、高功率、高增益、耐高温、抗辐射、长寿命等要求。因而随着需求的变化，对于固态功放的设计需求也越来越高，特别是大功率功放的一些指标，如输出功率、效率、带宽以及线性度等。这些指标之间又往往不可兼得，如线性度和效率指标之间往往会互相影响。针对高峰均比进行设计，其显著的特点是提升了功放的工作效率，但是线性度基本上不会有所优化。

3、由于目前只对器件本身构架设计做仿真验证，当器件作用在部件或整机系统中时，其指标、数据都会出现误差，必须根据相应的情况进行调试，而传统的vhf波段功放电路设计重点均放在了大功率器件，例如功率放大器等，导致电路结构单一，内部器件缺乏联动性，调试性能不足，各项指标之间难以兼容，给实际的应用带来困难。

技术实现思路

1、本发明提供一种vhf波段大功率功放电路及其印刷电路板，以解决现有大功率功放的调试性能不足，导致指标间兼容困难的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、本发明的第一方面，提供一种vhf波段大功率功放电路，包括驱动级电路和末级电路；

4、所述驱动级电路包括依次连接的用于调节信号衰减量的两级π型衰减模块、用于三级放大的一级放大模块、二级放大模块和三级放大模块；

5、其中，所述两级π型衰减模块包括两级π型衰减器和连接所述两级π型衰减器的温度补偿器，所述一级放大模块和所述二级放大模块之间连接有第一衰减器，所述二级放大模块和所述三级放大模块之间连接有第二衰减器；

6、所述末级电路包括用于对所述三级放大模块的输出进行前级放大的前级功率放大模块、用于对前级功率放大模块的输出进行放大的末级功率放大模块、以及输出匹配电路。

7、本发明的vhf波段大功率功放电路采用分级设计，共有五级放大，驱动级电路中在一级放大之前增加两级π型衰减器，在调试/测试过程中可调节电阻的组合值，控制链路衰减量，实现随时修正指标偏差的目的，优化vhf波段内的指标值。而由于波段范围外的值不变，就相当于增加放大器与其他频率信道之间的隔离度，信号再通过温度补偿器和衰减器，这样就可以通过程控来实现对功率大小的控制，实现在驱动电路中对输出增益的设计。最后通过末级电路中的前级放大和末级放大，保证输出功率，从而平衡功率和增益平坦度等指标。

8、进一步地，所述三级放大模块包括用于将第二衰减器输出的信号功分为两路输出信号的第一3db电桥，用于分别对两路输出信号进行放大的第一三级放大器和第二三级放大器，以及用于合路输出的第二3db电桥。

9、进一步地，所述前级功率放大模块包括前级功率放大器和与所述前级功率放大器连接的第一漏级调制电路，所述第一漏级调制电路用于将直流电压施加到所述前级功率放大器的栅极和漏级上。

10、进一步地，所述末级功率放大模块包括第一末级功率放大器、为所述第一末级功率放大器提供直流电压的第二漏级调制电路、连接所述第一末级功率放大器与所述前级功率放大模块的第一匹配电路、第二末级功率放大器、为所述第二末级功率放大器提供直流电压的第三漏级调制电路、以及连接所述第二末级功率放大器与所述前级功率放大模块的第二匹配电路。

11、进一步地，所述输出匹配电路包括第一输出匹配电路和第二输出匹配电路，所述第一输出匹配电路的输入端连接所述第一末级功率放大器的输出端，所述第二输出匹配电路的输入端连接所述第二末级功率放大器的输出端，所述第一输出匹配电路的输出端和第二输出匹配电路的输出端输出两路vhf波段信号。

12、进一步地，所述第一输出匹配电路连接有第一驻波保护电路，所述第二输出匹配电路连接有第二驻波保护电路。

13、进一步地，在所述一级放大模块、二级放大模块、三级放大模块、前级功率放大模块和末级功率放大模块的至少一者中设置有温度监测器。

14、进一步地，所述第一衰减器为数控衰减器，所述第二衰减器为π型衰减器。

15、本发明的第二方面，提供了一种vhf频段大功率功放电路的印刷电路板，包括形成于所述印刷电路板上的vhf频段大功率功放电路，所述vhf频段大功率功放电路为本发明第一方面任意一项所述的vhf波段大功率功放电路。

16、进一步地，所述印刷电路板的背面敷铜，所述末级功率放大模块的主匹配周围设置有独立小焊盘，所述独立小焊盘作为匹配电容；

17、所述末级功率放大模块的主匹配边缘设置有铜箔焊盘，所述铜箔焊盘用于在电路调试时将多个所述独立小焊盘串联起来，以扩大主匹配区域，并通过在所述铜箔焊盘上焊接铜箔，以使所述铜箔与所述印刷电路板背面的铜形成电容。

18、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

19、在第一级放大模块前增加了两级π型衰减器，在调试/测试过程中若指标出现偏差可手动调节电阻的组合值，增减链路衰减量。

20、在极低或极高温度的恶劣环境下，通过温度补偿器和数控衰减器的程控来实现对功率大小的控制，对指标进行补偿修正，从而满足恶劣环境下的使用要求。

21、由于通过调节控制优化了vhf波段内的指标值，而波段范围外的值不变，就相对而言增加放大器与其他频率信道之间的隔离度。

22、vhf波段大功率功放输出功率、效率、带宽以及线性度等随着设计指标的提升全方面提升。

23、在功放模块加入温度监测，使得vhf波段大功率功放在工作过程中能及时上报工作状态及信息。

24、通过铜箔的调试方法替代电容调试，通过切割和扩大铜箔面积实现电容的按需调节，相比电容调试更加安全，成本更低。

1.一种vhf波段大功率功放电路，其特征在于，包括驱动级电路(100)和末级电路(200)；

2.根据权利要求1所述的vhf波段大功率功放电路，其特征在于，所述三级放大模块(160)包括用于将第二衰减器(150)输出的信号功分为两路输出信号的第一3db电桥(161)，用于分别对两路输出信号进行放大的第一三级放大器(162)和第二三级放大器(163)，以及用于合路输出的第二3db电桥(164)。

3.根据权利要求1所述的vhf波段大功率功放电路，其特征在于，所述前级功率放大模块(210)包括前级功率放大器(211)和与所述前级功率放大器(211)连接的第一漏级调制电路(212)，所述第一漏级调制电路(212)用于将直流电压施加到所述前级功率放大器(211)的栅极和漏级上。

4.根据权利要求3所述的vhf波段大功率功放电路，其特征在于，所述末级功率放大模块(220)包括第一末级功率放大器(221)、为所述第一末级功率放大器(221)提供直流电压的第二漏级调制电路(225)、连接所述第一末级功率放大器(221)与所述前级功率放大模块(210)的第一匹配电路(223)、第二末级功率放大器(222)、为所述第二末级功率放大器(222)提供直流电压的第三漏级调制电路(226)、以及连接所述第二末级功率放大器(222)与所述前级功率放大模块(210)的第二匹配电路(224)。

5.根据权利要求4所述的vhf波段大功率功放电路，其特征在于，所述输出匹配电路(230)包括第一输出匹配电路(231)和第二输出匹配电路(232)，所述第一输出匹配电路(231)的输入端连接所述第一末级功率放大器(221)的输出端，所述第二输出匹配电路(232)的输入端连接所述第二末级功率放大器(222)的输出端，所述第一输出匹配电路(231)的输出端和第二输出匹配电路(232)的输出端输出两路vhf波段信号。

6.根据权利要求5所述的vhf波段大功率功放电路，其特征在于，所述第一输出匹配电路(231)连接有第一驻波保护电路(233)，所述第二输出匹配电路(232)连接有第二驻波保护电路(234)。

7.根据权利要求1所述的vhf波段大功率功放电路，其特征在于，在所述一级放大模块(120)、二级放大模块(140)、三级放大模块(160)、前级功率放大模块(210)和末级功率放大模块(220)的至少一者中设置有温度监测器。

8.根据权利要求1所述的vhf波段大功率功放电路，其特征在于，所述第一衰减器(130)为数控衰减器，所述第二衰减器(150)为π型衰减器。

9.一种vhf频段大功率功放电路的印刷电路板，其特征在于，包括形成于所述印刷电路板上的vhf频段大功率功放电路，所述vhf频段大功率功放电路为权利要求1-8任意一项所述的vhf波段大功率功放电路。

10.根据权利要求9所述的vhf频段大功率功放电路的印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板的背面敷铜，所述末级功率放大模块的主匹配周围设置有独立小焊盘，所述独立小焊盘作为匹配电容；