短波射頻功率放大器末級設計原理分析探討

李勁

（廣州海格通信集團股份有限公司，廣東廣州，510000）

1 短波射頻功率放大器末級設計概況

關于設計射頻功率放大器的原理，主要就是經有關的有源器件，采取各種各樣的技術手段，加強融合以后，促進將信號發射的成效明顯增強，提升信號發射的質量水平。進行設計的過程中，應該高度重視的問題就是，應該充分的確保器件的模塊建設具備可靠的穩定性，而且阻抗匹配的結合科學合理，放大器具備實用性、穩定性等等。在評價功率放大器設計質量時，需要創造平穩的工作環境，應用最小放大器實施串聯的形式，得到的功率增益是最佳的。為了將信號穩定度有效提升，應該對于有源器件不穩定工作的潛在區域進行合理計算。另外，必須要積極的防范頻率出現寄生振蕩的問題，應該科學的采取先進的、頻率范圍不同的穩定電路技術，充分保障短波射頻功率放大器末級設計的科學性。

2 末級推挽放大電路在發射系統中的作用

針對全部的短波通信而言，功率放大器對于是不是可以良好的發射信號，產生明顯的影響，甚至影響是直接性的，功放的末級放大也對于需要發射的功率大小進行直接決定，同時通信的距離，是由發射功率的大小進行確定的。末級放大電路具有很多功效，整個發射機是按照相應的程序進行工作的，而在全部的系統中，中間環節就是功放末級放大。即將需要發射的信號，是通過激勵器展開相應的處理的，涉及到了信號的產生、調制以及小信號的選頻放大等內容，通常情況下，此信號具備大概100mW的功率。之后送給功放的前置放大，前置放大后，獲得到了10W的功率。再進行下一程序，即送給末級放大，獲得發射功率大概是250W。功率放大后，交給濾波器，實施相應的濾波處理，傳送至天饋系統，最終將信號進行順利的發出，實現正常的通信。

3 放大電路的電路設計

在本研究中的電路，應用的是乙類推挽放大電路形式，通過采取兩只功放管以乙類工作方式，各自導通正負半周期，同時于負載上面進行一個周期波形，可以獲得近百分之八十的效率，應用效果較為理想。在設計電路圖中，主要是實施了變壓器乙類推挽放大電路的模式,以字母形式進行表達，即：Q1、Q2屬于最關鍵的元件構成部分，并且Q1以及Q2為晶體管材質（MRF448型號），特點就是完全相同。通常情況下，具有20dB-40dB的放大倍數。其Q1以及Q2屬于功率放大管，構建起有關的對管形式。處于同一個信號周期內情況下，導電的方式是輪流進行的，工作狀態中是，能夠相互的結合。輸入變壓器以T1進行表示，功效就是倒相處理輸入信號，讓信號形成相應的信號電壓，并且信號電壓的特點就是具有相同的大小，但是具備相反的極性，同時對于Q1以及Q2產生激勵，促進穩定的工作運行。輸出傳輸變壓器采取T2表示，產生的功能就是把輸出的信號（以V1、V2表示）進行合成完整的正弦波。平衡轉為不平衡輸出，以T3進行表示。另外其中包括了一對開關管，由Q3、Q4組成，Q3、Q4分別是三極管BD679以及BD437，前面激勵器可以對于Q3和Q4兩個三極管實施相應的控制，激勵器發射的情況下，三極管落實相應的操作。

如果激勵器發射的過程中，將控制信號輸出，例如輸出的控制信號是15V，那么在放大電路中傳至15V以后，會通過電阻R309降壓，達到Q3的基極，這種情況下，出現Q3導通的結果。而且與此同時，24V引腳的24V，會滿足Q4的基極，經電阻R306下地，24V所組成的偏置網絡，也就是通過R305、R306、R307產生的網絡，實施衰減后，在Q1、Q2的基極送至。Q1以及Q2有45V的工作電壓，在放大管的集電極中放置，放大管數量是兩個。其中包括一個反饋電路，主要構成的部分就是R2、R3、R4、R5、C14、C15。另外，檢測電路的構成涵蓋了D1、D2、D3、D4幾個部分，進行放大信號的電壓值的檢測。如果跟設置的最大電壓值相比較，放大電壓值明顯超出其范圍，則此時的二極管導通會及時的發出報警信號，同時將前面15V電壓迅速切斷，全部放大電路處于不工作的狀態中，實現有效的保護功效。

設計的策略各有差異，按照不同設計思路，放大器的偏置條件也是不盡相同的。放大器工作狀態對應于電路中有源器件的不同偏置狀態。如果晶體管并未在飽和區中到達，那么在線性工作區之中，輸出電流、輸入電壓之間具有明顯的比例關系。針對場效應晶體管來說，電壓V*跟閾值電壓之間是對應的關系，針對雙極結晶體管來說，電壓V*跟基極-發射機內建電壓之間具有對應的關聯性。按照傳導角，進行各種工作條件的劃分，傳導角對應的電流，基于信號周期內流過負載的時間。

通常在甲類的工作環境中，全部的信號周期中，會充滿了集電極電流，也就是實現了傳導角全范圍的效果。而且晶體管在線性區域的傳輸特性近似于線性函數的情況下，傳輸信號不會產生失真的輸入信號或者是放大的輸入信號的。但是，應用期間很容易形成非線性效應，只是程度不同而已，會由此引發放大器輸入信號失真的問題。基于乙類工作的環境下，會出現百分之五十的信號周期存在集電極電流的情況，在周圍一半的傳導角產生對應。而且信號周期的下半個周期中，無集電極電流流過時，晶體管處于截止狀態中。甲類和乙類的工作狀態，將各自工作的特性進行有效結合，傳導角的角度是在180°-360°，在射頻信號的高功率放大中，應用此放大器的效果是比較理想的。另外，丙類的放大器傳輸電流，通常就是在信號的半周期內進行的，因此往往造成較嚴重的輸出信號失真問題。

4 偏置網絡

當前應用的配置網絡類型主要是包括兩種，一種是有源偏置網絡，另一種就是無源偏置網絡。其中，無源偏置網絡比較簡單便捷，構成的方式就是電阻網絡，可以提供給晶體管最佳的條件，在電流、電壓方面進行調整。但是由于對晶體管產生的敏感程度是較高的，所以并不具備較強的平穩度。因此，多數情況下，需要實施有源偏置網絡。放大電路Q1、Q2放大管的偏置網絡詳見圖1所示。

圖1 有源偏置網絡

在其中，包括了低頻晶體管Q3以及Q4共基極的構成，主要的功能就是提供給放大電路所需基極電流。通過連接電阻R6、Q3的發射極的方式，將靜態工作點穩定性積極的改善并提升。晶體管Q1、Q2如果溫度特性是相同的，則此偏置網絡的溫度穩定性是更可靠的。在此偏置網絡中，PTT信號（15V）加至Q4基極過程中，開啟Q4開關管，電壓會加至Q3的基極并開啟Q3開關管，再經衰減網絡（R6、R7、R13、C17、C20構建），把基極電流帶給Q1、Q2。對于R6大小合理的調整，能夠實現放大電路的靜態電流的科學整改，保障電路是在一種線性放大的環境中。

5 結語

本文中主要進行研究分析短波射頻放大器電路的設計相關內容，將電路的阻抗匹配問題進行闡述。射頻放大電路中，阻抗匹配產生的作用不言而喻，需要引起高度的關注。另外，分析了電路的設計方案，未來還需要在此方面加強研究，不斷完善，促進短波射頻功率放大器末級設計更加完善和先進。