本實用新型屬于功率放大器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低壓射頻功率放大器，適用于短波通信發(fā)射機的功率放大，以及短波通信電臺的安裝，提升短波電臺應(yīng)用的廣泛性。

背景技術(shù)：

在發(fā)射機的前級電路中，調(diào)制產(chǎn)生的射頻信號功率很小，需要經(jīng)過一系列的放大緩沖，以獲得足夠大的射頻功率以后，才能饋送到天線上；為了獲得足夠大的射頻輸出功率，必須采用射頻功率放大器，因此射頻功率放大器也成為各種無線發(fā)射機的重要組成部分。

射頻功率放大器按照電流導(dǎo)通角的不同，分為甲乙丙三類工作模式，甲類工作模式的導(dǎo)通角為360°，乙類工作模式的功率導(dǎo)通角為180°，丙類工作模式的導(dǎo)通角小于180°；乙類工作模式和丙類工作模式分別適用于大功率工作狀態(tài)，丙類工作模式是三種射頻功率放大器中效率最高、失真最大的；甲類工作模式的失真最小，且效率最低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有射頻功率放大器三類工作模式存在的不足，本實用新型目的在于提出一種低壓射頻功率放大器，該種低壓射頻功率放大器能夠完成短波發(fā)射機的功率放大，并且在滿足各項技術(shù)指標(biāo)的要求下，又能夠采用較為常見的低壓直流供電電源，方便短波電臺的安裝，擴大短波電臺的應(yīng)用范圍。

為達到上述技術(shù)目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

一種低壓射頻功率放大器，包括依次級聯(lián)的激勵放大器、末前級放大器和末級放大器；所述激勵放大器包含第一功率放大管、傳輸線變壓器；所述末前級放大器包含第二功率放大管、第三功率放大管和寬帶變壓器；所述末級放大器包含第四功率放大管、第五功率放大管和輸出變壓器；

所述第一功率放大管的正、負(fù)輸出端分別對應(yīng)電連接傳輸線變壓器的正、負(fù) 輸入端，所述傳輸線變壓器的正、負(fù)輸入端分別電連接第二功率放大管的基極輸入端、第三功率放大管的基極輸入端，所述第二功率放大管的射極輸出端和第三功率放大管的射極輸出端電連接，所述第二功率放大管的集電極輸出端、第三功率放大管的集電極輸出端分別對應(yīng)連接寬帶變壓器的正、負(fù)輸入端，寬帶變壓器的正、負(fù)輸入端分別電連接第四功率放大管的基極輸入端、第五功率放大管的基極輸入端，所述第四功率放大管的射極輸出端和第五功率放大管的射極輸出端電連接，所述第四功率放大管的集電極輸出端、第五功率放大管的集電極輸出端分別對應(yīng)連接輸出變壓器的正、負(fù)輸入端；

所述第一功率放大管用于獲取射頻信號并進行功率放大，得到功率放大后的射頻信號，所述功率放大后的射頻信號經(jīng)過傳輸線變壓器耦合、阻抗匹配后，得到與末前級功放管阻抗匹配的射頻信號，并將所述阻抗匹配后的射頻信號分別發(fā)送至第二功率放大管和第三功率放大管；

所述第二功率放大管和第三功率放大管分別用于接收并放大傳輸線變壓器發(fā)送過來的所述阻抗匹配后的射頻信號，分別得到功率放大后的第二射頻信號和功率放大后的第三射頻信號，然后第二功率放大管將所述功率放大后的第二射頻信號發(fā)送至寬帶變壓器，第三功率放大管將所述功率放大后的第三射頻信號發(fā)送至寬帶變壓器；

所述寬帶變壓器分別用于接收第二功率放大管發(fā)送過來的功率放大后的第二射頻信號和第三功率放大管發(fā)送過來的功率放大后的第三射頻信號，并分別進行功率耦合和阻抗匹配，分別得到第四射頻功率信號和第五射頻功率信號，然后將所述第四射頻功率信號發(fā)送至第四功率放大管，將第五射頻功率信號發(fā)送至第五功率放大管；

所述第四功率放大管用于接收并放大寬帶變壓器發(fā)送過來的第四射頻功率信號，然后發(fā)送至輸出變壓器進行阻抗變換，得到第一阻抗變換后射頻功率信號，并發(fā)送至輸出變壓器；

所述第五功率放大管用于接收并放大寬帶變壓器發(fā)送過來的第五射頻功率信號，然后發(fā)送至輸出變壓器進行阻抗變換，得到第二阻抗變換后射頻功率信號，并發(fā)送至輸出變壓器；

所述輸出變壓器分別用于接收第四功率放大管發(fā)送過來的第一阻抗變換后 射頻功率信號和第五功率放大管發(fā)送過來的第二阻抗變換后射頻功率信號，并對所述第一阻抗變換后射頻功率信號和所述第二阻抗變換后射頻功率信號進行耦合，進而輸出需要的一路射頻功率信號。

本實用新型的特點和進一步改進在于：

所述第一功率放大管為晶體管2SC1971。

所述第二功率放大管、第三功率放大管分別為晶體管2SC1972。

所述第四功率放大管、第五功率放大管分別為晶體管MRF454。

所述傳輸線變壓器為線匝比1:1的平衡與不平衡變換器。

所述寬帶變壓器為線匝比為2:1的阻抗變換器。

本實用新型的一種低壓射頻功率放大器還外接低壓電源，其中低壓電源提供的電壓范圍為9V-15V,分別為激勵放大器、末前級放大器和末級放大器供電；采用低壓電源供電，有相對較好的技術(shù)指標(biāo)，即在1.6MHz-29.9999MHz頻段范圍內(nèi)，輸入射頻信號200mv-300mv時，能夠?qū)崿F(xiàn)51±1dB的增益，且互調(diào)失真小于-32dB。

激勵放大器和末前級放大器之間采用傳輸線變壓器進行信號耦合，末前級放大器和末級放大器之間采用寬帶變壓器進行信號耦合，能夠提升本實用新型的一種低壓射頻功率放大器的效率。

本實用新型的有益效果：本實用新型采用低壓電源供電，能夠擴大短波電臺的應(yīng)用范圍，采用靜態(tài)控制電路能夠方便功率放大器的狀態(tài)調(diào)試，采用末前級功率放大器，提升了電臺工作效率，使得短波通信發(fā)射機的功率放大，方便短波通信電臺的安裝，提升短波電臺應(yīng)用的廣泛性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。

圖1為本實用新型一種低壓射頻功率放大器的原理框圖；

圖2a為本實用新型一種低壓射頻功率放大器中激勵放大器和末前級放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2b為本實用新型一種低壓射頻功率放大器中末級放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2c為本實用新型一種低壓射頻功率放大器中末前級放大器的靜態(tài)控制偏置電路圖和末級放大器的基極偏置電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：

參照圖1，為本實用新型一種低壓射頻功率放大器的電路原理框圖，該種低壓射頻功率放大器，包括依次級聯(lián)的激勵放大器、末前級放大器和末級放大器；所述激勵放大器包含第一功率放大管、傳輸線變壓器；所述末前級放大器包含第二功率放大管、第三功率放大管和寬帶變壓器；所述末級放大器包含第四功率放大管、第五功率放大管和輸出變壓器；其中，所述第一功率放大管為甲類工作模式，其導(dǎo)通角為360°；第二功率放大管、第三功率放大管為第一推挽式放大器，第四功率放大管、第五功率放大管為第二推挽式放大器。

所述第一功率放大管的正、負(fù)輸出端分別對應(yīng)電連接傳輸線變壓器的正、負(fù)輸入端，所述傳輸線變壓器的正、負(fù)輸入端分別電連接第二功率放大管的基極輸入端、第三功率放大管的基極輸入端，所述第二功率放大管的射極輸出端和第三功率放大管的射極輸出端電連接，所述第二功率放大管的集電極輸出端、第三功率放大管的集電極輸出端分別對應(yīng)連接寬帶變壓器的正、負(fù)輸入端，寬帶變壓器的正、負(fù)輸入端分別電連接第四功率放大管的基極輸入端、第五功率放大管的基極輸入端，所述第四功率放大管的射極輸出端和第五功率放大管的射極輸出端電連接，所述第四功率放大管的集電極輸出端、第五功率放大管的集電極輸出端分別對應(yīng)連接輸出變壓器的正、負(fù)輸入端。

所述低壓射頻功率放大器，還包含射頻信號發(fā)生器和射頻信號接收器；所述信號發(fā)生器的信號輸出端電連接傳輸線變壓器的信號輸入端，所述輸出變壓器的信號輸出端電連接射頻信號接收器的信號輸入端。

所述射頻信號發(fā)生器用于產(chǎn)生射頻信號，并將所述射頻信號發(fā)送至第一功率放大器；第一功率放大管獲取射頻信號并進行功率放大，得到功率放大后的射頻信號，所述功率放大后的射頻信號經(jīng)過傳輸線變壓器耦合、阻抗匹配后，得到與末前級功放管阻抗匹配的射頻信號，并將所述與末前級功放管阻抗匹配的射頻信號分別發(fā)送至第二功率放大管和第三功率放大管。

第二功率放大管和第三功率放大管分別用于接收并放大傳輸線變壓器發(fā)送過來的所述與末前級功放管阻抗匹配的射頻信號，分別得到功率放大后的第二射頻信號和功率放大后的第三射頻信號，然后第二功率放大管將所述功率放大后的第二射頻信號發(fā)送至寬帶變壓器，第三功率放大管將所述功率放大后的第三射頻信號發(fā)送至寬帶變壓器。

所述寬帶變壓器分別用于接收第二功率放大管發(fā)送過來的功率放大后的第二射頻信號和第三功率放大管發(fā)送過來的功率放大后的第三射頻信號，并進行功率耦合和阻抗匹配，分別得到第四射頻功率信號和第五射頻功率信號，然后將所述第四射頻功率信號發(fā)送至第四功率放大管，將第五射頻功率信號發(fā)送至第五功率放大管。

第四功率放大管用于接收并放大寬帶變壓器發(fā)送過來的第四射頻功率信號，然后發(fā)送至輸出變壓器進行阻抗變換，得到第一阻抗變換后的射頻功率信號。

第五功率放大管用于接收并放大寬帶變壓器發(fā)送過來的第五射頻功率信號，然后發(fā)送至輸出變壓器進行阻抗變換，得到第二阻抗變換后的射頻功率信號。

所述輸出變壓器分別用于接收第四功率放大管發(fā)送過來的第一阻抗變換后射頻功率信號和第五功率放大管發(fā)送過來的第二阻抗變換后射頻功率信號，并對所述第一阻抗變換后射頻功率信號和所述第二阻抗變換后射頻功率信號進行耦合，進而輸出需要的一路射頻功率信號，并將所述需要的一路射頻功率信號發(fā)送至射頻信號接收器。

所述第一功率放大管為晶體管2SC1971，增益約為18dB。

所述第二功率放大管、第三功率放大管分別為晶體管2SC1972，增益約為17dB。

所述第四功率放大管、第五功率放大管分別為晶體管MRF454，增益約為16dB。

所述傳輸線變壓器為線匝比1:1的平衡與不平衡變換器。

所述寬帶變壓器為線匝比為2:1的阻抗變換器。

本實用新型的一種低壓射頻功率放大器還外接低壓電源，分別為激勵放大器、末前級放大器和末級放大器分別供電；本實施例中的低壓電源采用13.8V電源和8V電源。

激勵放大器和末前級放大器之間采用傳輸線變壓器進行信號耦合，末前級放大器和末級放大器之間采用寬帶變壓器進行信號耦合，能夠提升本實用新型的一種低壓射頻功率放大器的效率。

分別參照圖2a、圖2b和圖2c，圖2a為本實用新型一種低壓射頻功率放大器中激勵放大器和末前級放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖2b為本實用新型一種低壓射頻功率放大器中末級放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖2c為本實用新型一種低壓射頻功率放大器中末前級放大器的靜態(tài)控制偏置電路圖和末級放大器的基極偏置電路圖，圖2a中的寬帶變壓器T2包含三個輸出端，分別經(jīng)由圖2b中的R16電連接第四功率放大管V4的基極、經(jīng)由圖2b中的R17電連接第五功率放大管V4的基極和電連接圖2c中第四晶體管V9射級，因此圖2a、圖2b和圖2c共同組成本實用新型的一種低壓射頻功率放大器完整的電路結(jié)構(gòu)示意圖；其中，由射頻信號發(fā)生器產(chǎn)生的射頻信號經(jīng)電容C2耦合到第一功率放大管V1的基極進行功率放大，R5和R4串聯(lián)組成第一功率放大管V1的基極偏置電路，R7為第一功率放大管V1的射極限流電阻，同時使用所述基極偏置電路和所述射極限流電阻會讓第一功率放大管V1的基極電壓可調(diào)；T1為傳輸線變壓器，起激勵放大器和末前級放大器之間的級間耦合和阻抗匹配作用；13.8V電源通過傳輸線變壓器T1給第一功率放大管V1的集電極供電，8V電源通過電感L9、R5和R4給第一功率放大管V1的基極供電。

R10是第二功率放大管V2的基極偏置電阻，R11是第三功率放大管V3的基極偏置電阻，所述基極偏置電阻不但能夠提供穩(wěn)定的基極電壓，而且還能夠起到較好的溫度補償和濾波作用；第一晶體管V6的基極分別電連接第二晶體管V7的基極和射極，第一晶體管V6的集電極分別連接第二晶體管V7的基極和集電極，第一晶體管V6、第二晶體管V7和R26、R37、電位器RP1、C42組成第二功率放大管V2的靜態(tài)控制偏置電路和第三功率放大管V3的靜態(tài)控制偏置電路，T8V電壓通過電感L9輸送至靜態(tài)控制偏置電路中第一晶體管V6的基極，第一晶體管V6的集電極控制第二晶體管V7的集電極輸出靜態(tài)偏置電壓，并通過傳輸線變壓器T1將所述靜態(tài)偏置電壓分別發(fā)送至到第二功率放大管V2的基極和第三功率放大管V3的基極；所述靜態(tài)控制偏置電路不但能夠給第二功率放大管V2和第三功率放大管V3分別提供穩(wěn)定的基極電壓，而且還能對第二功率放大管V2和第三功 率放大管V3分別起到較好的溫度補償和濾波作用。

R12和C14串聯(lián)組成第二功率放大管V2的電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，R13和C15串聯(lián)組成第三功率放大管V3的電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，所述電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路分別能夠?qū)?yīng)提高第二功率放大管V2和第三功率放大管V3各自的穩(wěn)定性和指標(biāo)互調(diào)；13.8V電壓通過寬帶變壓器T2分別輸送至第二功率放大管V2的集電極和第三功率放大管V3的集電極；C16為阻抗匹配電容器，能夠改善本實用新型一種低壓射頻功率放大器在22MHz到30MHz的增益；T2為寬帶變壓器，用來實現(xiàn)末前級放大器和末級放大器之間的功率耦合和阻抗匹配，末前級放大器中功率放大后的射頻信號經(jīng)寬帶變壓器T2耦合到末級功率放大器。

R16、R17、L4、L5組成阻容均衡衰減網(wǎng)絡(luò)，能夠有效調(diào)整末級功率放大器在全頻段范圍內(nèi)的線性度，第三晶體管V8的基極電連接第四晶體管V9的射級，第三晶體管V8的集電極分別電連接第四晶體管V9的基極和集電極；第三晶體管V8、第四晶體管V9和R30、R32組成第四功率放大管V4的基極偏置電路和第五功率放大管V5的基極偏置電路，所述偏置電路不但能夠給第四功率放大管V4和第五功率放大管V5分別提供穩(wěn)定的基極電壓，而且還能夠?qū)Φ谒墓β史糯蠊躒4和第五功率放大管V5分別起到較好的溫度補償和濾波作用；第一晶體管V6、第三晶體管V8分別為晶體管3DG130B，第二晶體管V7、第四晶體管V9分別為晶體管TIP122。

R20為第四功率放大管V4的基極偏置電阻，R21為第五功率放大管V5的基極偏置電阻，所述基極偏置電阻不但能夠提供穩(wěn)定的基極電壓，而且還能夠起到較好的溫度補償和濾波作用；R22、L6、C20組成第四功率放大管V4的電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，R23、C21、L7組成第五功率放大管V5的電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路，電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路無論對提高末級功率放大器的穩(wěn)定性，或?qū)?yōu)化該末級功率放大器的互調(diào)指標(biāo)都起著很重要的作用；C27和C28分別為阻抗匹配電容器，能夠改善本實用新型一種低壓射頻功率放大器在22MHz到30MHz的增益；L8為直流饋電電感，能有效濾除電源紋波；末前級功率放大器對應(yīng)輸出的射頻功率信號經(jīng)寬帶變壓器T2分別加到第四功率放大管V4的基極、第五功率放大管V5的基極，由末級功率放大器放大后經(jīng)輸出變壓器T3進行阻抗變換后得到最終輸出的功率信號。

本實用新型本實用新型能夠在1.6MHz-29.9999MHz頻段范圍內(nèi)，且射頻信號產(chǎn)生器產(chǎn)生的射頻信號為200mv-300mv時，實現(xiàn)射頻信號產(chǎn)生器接收的需要的一路射頻功率信號獲得51±1dB的增益，互調(diào)失真小于-28dB，完成了短波發(fā)射機射頻信號在短波頻段內(nèi)從0dBm到50dBm的放大，試驗驗證該實用新型能耗比高，互調(diào)指標(biāo)好，諧波抑制指標(biāo)好，又因其供電電源分布廣泛，擴展了短波電臺的應(yīng)用領(lǐng)域和使用范圍。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。