[go: up one dir, main page]

RU2550561C1 - Wide-band short wave power amplifier - Google Patents

Wide-band short wave power amplifier Download PDF

Info

Publication number
RU2550561C1
RU2550561C1 RU2013154185/08A RU2013154185A RU2550561C1 RU 2550561 C1 RU2550561 C1 RU 2550561C1 RU 2013154185/08 A RU2013154185/08 A RU 2013154185/08A RU 2013154185 A RU2013154185 A RU 2013154185A RU 2550561 C1 RU2550561 C1 RU 2550561C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
output
broadband
wave rectifier
energy
Prior art date
Application number
RU2013154185/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Леонидович Муравченко
Андрей Андреевич Катанович
Алексей Николаевич Балахонов
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н .Г. Кузнецова"
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н .Г. Кузнецова", Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н .Г. Кузнецова"
Priority to RU2013154185/08A priority Critical patent/RU2550561C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2550561C1 publication Critical patent/RU2550561C1/en

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: amplifier employs a bridge power summation circuit instead of a ballast resistor of an electrical circuit comprising a wide-band matching device, a full-wave rectifier, a storage capacitor, an impedance coil and a clamp diode, which enables to return part of the energy of the useful signal to the power supply of the radio transmitter, thereby increasing efficiency thereof.
EFFECT: converting high-harmonic energy into direct current energy and returning said energy to the power supply.
1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в широкополосных радиопередатчиках.The present invention relates to electronics and can be used in broadband radio transmitters.

Широкополосные усилители мощности, особенно входящие в состав радиопередатчиков большой мощности, содержат большое количество балансных мостов сложения с балластными резисторами, конструктивно объединенных в общее устройство сложения мощности отдельных усилительных модулей. Коэффициент перекрытия по диапазону таких усилителей в коротковолновом диапазоне частот достигает 20. Реализация такого широкого диапазона чрезвычайно затруднила практическую задачу обеспечения равномерности амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик этих усилителей. По этой причине значительная мощность полезного сигнала рассеивается в балластных резисторах мостов сложения.Broadband power amplifiers, especially those included in high-power radio transmitters, contain a large number of balanced addition bridges with ballast resistors, which are structurally integrated into a common power addition device for individual amplifier modules. The overlap coefficient over the range of such amplifiers in the short-wave frequency range reaches 20. The implementation of such a wide range extremely complicated the practical task of ensuring the uniformity of the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of these amplifiers. For this reason, a significant useful signal power is dissipated in the ballast resistors of the addition bridges.

Известны широкополосные усилители мощности, например, АС №4058329 СССР, H03F 1/32, от 22.02.86, АС №4075876 СССР, H03F 1/42, от 16.04.86, содержащие усилители мощности, сумматоры, представляющие собой мостовые схемы, обеспечивающие развязку входных цепей и содержащие балластные резисторы, цепи автоматической регулировки усиления.Known broadband power amplifiers, for example, AC No. 4058329 USSR, H03F 1/32, 02/22/86, AC No. 4075876 USSR, H03F 1/42, 04/16/86, containing power amplifiers, adders, which are bridge circuits providing isolation input circuits and containing ballast resistors, automatic gain control circuits.

Наиболее близким по технической сущности является широкополосный усилитель мощности АС №4346155 СССР, H03F 3/24, от 18.12.87, который содержит предварительный усилитель, два усилителя мощности, мост сложения мощности и балластный резистор.The closest in technical essence is the broadband power amplifier AC No. 4346155 of the USSR, H03F 3/24, dated 12/18/87, which contains a preliminary amplifier, two power amplifiers, a power addition bridge and a ballast resistor.

Недостатком как аналогов, так и прототипа является то, что они не решают проблемы рассеяния значительной части мощности на балластных резисторах устройств сложения мощности усилительных модулей широкополосных радиопередатчиков. В результате КПД широкополосных радиопередатчиков значительно уступает КПД радиопередатчиков резонансного типа, каскады усиления которых настраиваются на каждой рабочей частоте.The disadvantage of both analogues and the prototype is that they do not solve the problem of dissipating a significant part of the power on the ballast resistors of the power addition devices of the amplification modules of broadband radio transmitters. As a result, the efficiency of broadband radio transmitters is significantly inferior to the efficiency of resonant-type radio transmitters, whose amplification stages are tuned at each operating frequency.

Целью изобретения является повышение КПД широкополосного усилителя, содержащего усилительные модули, за счет снижения потерь полезной мощности в балластных резисторах мостов сложения мощности усилительных модулей.The aim of the invention is to increase the efficiency of a broadband amplifier containing amplifier modules, by reducing the loss of useful power in the ballast resistors of the bridges of addition of power of the amplifier modules.

Поставленная цель достигается тем, что в широкополосный усилитель мощности, содержащий предварительный усилитель, два усилительных модуля, мост сложения мощности, дополнительно введены широкополосное согласующее устройство, двухполупериодный выпрямитель, накопительный конденсатор, дроссель и ограничительный диод, при этом вход широкополосного согласующего устройства подключен к клемме мостового устройства сложения мощности, предназначенной для подключения балластного резистора, выход широкополосного согласующего устройства соединен со входом двухполупериодного выпрямителя, выход духполупериодного выпрямителя соединен с клеммой накопительного конденсатора и дросселя и с дросселем, включенными параллельно, другая клемма накопительного конденсатора заземлена, выход дросселя соединен со входом ограничительного диода, выход которого подключается к источнику питания радиопередатчика.This goal is achieved by the fact that in a broadband power amplifier containing a preamplifier, two amplifier modules, a power addition bridge, a broadband matching device, a half-wave rectifier, a storage capacitor, a choke and a limiting diode are additionally introduced, while the input of the wideband matching device is connected to the bridge terminal a power addition device designed to connect a ballast resistor, the output of a broadband matching device is soy dinene with the input of a half-wave rectifier, the output of the half-wave rectifier is connected to the terminal of the storage capacitor and inductor and connected to the inductor in parallel, the other terminal of the storage capacitor is grounded, the output of the inductor is connected to the input of the limiting diode, the output of which is connected to the power source of the radio transmitter.

Структурная схема устройства изображена на чертеже. В соответствии с ней устройство состоит из следующих функциональных узлов и элементов:The block diagram of the device shown in the drawing. In accordance with it, the device consists of the following functional units and elements:

1 - предварительный усилитель;1 - pre-amplifier;

2, 3 - усилительные модули;2, 3 - amplifier modules;

4 - мост сложения мощности;4 - power addition bridge;

5 - широкополосное согласующее устройство;5 - broadband matching device;

6 - двухполупериодный выпрямитель;6 - a half-wave rectifier;

С - накопительный конденсатор;C - storage capacitor;

Др - дроссель;Dr - throttle;

Д - ограничительный диод.D is a limiting diode.

Работа схемы осуществляется следующим образом. Высокочастотный сигнал поступает на предварительный усилитель 1 и после усиления поступает на входы усилительных модулей 2 и 3. После усиления сигнал с выходов усилительных модулей 2 и 3 поступает на 1-й и 2-й входы, соответственно, моста сложения 4. С моста сложения 4 суммарный полезный сигнал поступает на выходную клемму моста. При разбалансе моста, когда нарушен баланс амплитуд и фаз высокочастотных сигналов на входах моста как за счет неравномерности амплидно- и фазочастотных характеристик усилительных модулей, так и за счет асимметрии этих характеристик входных цепей моста сложения в рабочем диапазоне частот, часть полезной мощности сигнала поступает на выход моста, соединенный с широкополосным согласующим устройством 5. Расчет и функционирование широкополосных согласующих устройств представлены в работе Алексеева О.В. «Широкополосные радиопередающие устройства». М.: Связь, 1978. С выхода широкополосного согласующего устройства 5 сигнал поступает на вход двухполупериодного выпрямителя 6. Ток однополярной направленности с выхода двухполупериодного выпрямителя заряжает накопительный конденсатор С до тех пор, пока напряжение на нем не превысит напряжение источника питания радиопередатчика. При этом открывается ограничительный диод Д и ток разряда конденсатора С суммируется с током источника питания, поскольку конденсатор С и источник питания по постоянному току включены параллельно. В этом случае часть энергии источника питания, расходуемая ранее на нагрев балластного резистора, возвращается в источник питания, вследствие чего увеличивается КПД радиопередатчика. Емкость С и дроссель Д представляют собой фильтр нижних частот, непрозрачный для частот пульсаций тока на выходе двухполупериодного выпрямителя 6.The operation of the circuit is as follows. The high-frequency signal is fed to preamplifier 1 and, after amplification, is fed to the inputs of amplifier modules 2 and 3. After amplification, the signal from the outputs of amplifier modules 2 and 3 is fed to the 1st and 2nd inputs, respectively, of addition bridge 4. From addition bridge 4 the total useful signal is fed to the output terminal of the bridge. When the bridge is unbalanced, when the balance of amplitudes and phases of high-frequency signals at the bridge inputs is violated, both due to the non-uniformity of the amplitude and phase-frequency characteristics of the amplifier modules, and due to the asymmetry of these characteristics of the input bridge addition circuits in the operating frequency range, a part of the useful signal power is output a bridge connected to a broadband matching device 5. The calculation and operation of broadband matching devices are presented in the work of O. Alekseev "Broadband radio transmitting devices." M .: Svyaz, 1978. From the output of the broadband matching device 5, the signal is fed to the input of a half-wave rectifier 6. A current of unipolar directivity from the output of a half-wave rectifier charges the storage capacitor C until the voltage on it exceeds the voltage of the power source of the radio transmitter. In this case, the limiting diode D opens and the discharge current of the capacitor C is summed with the current of the power source, since the capacitor C and the DC power supply are connected in parallel. In this case, part of the energy of the power source, previously spent on heating the ballast resistor, is returned to the power source, thereby increasing the efficiency of the radio transmitter. The capacitance C and inductor D are a low-pass filter, opaque to the frequency of the ripple current at the output of a half-wave rectifier 6.

Таким образом, достигается поставленная цель - повышение КПД широкополосных радиопередатчиков, использующих мосты сложения мощности усилительных модулей.Thus, the goal is achieved - increasing the efficiency of broadband radio transmitters using bridges for adding power to amplifier modules.

Claims (1)

Широкополосный усилитель мощности, содержащий предварительный усилитель, два усилительных модуля, мост сложения мощности, отличающийся тем, что дополнительно введены широкополосное согласующее устройство, двухполупериодный выпрямитель, накопительный конденсатор, дроссель и ограничительный диод, при этом вход широкополосного согласующего устройства подключен к клемме мостового устройства сложения мощности, предназначенной для подключения балластного резистора, выход широкополосного согласующего устройства соединен со входом двухполупериодного выпрямителя, выход духполупериодного выпрямителя соединен с клеммой накопительного конденсатора и дросселя и с дросселем, включенными параллельно, другая клемма накопительного конденсатора заземлена, выход дросселя соединен со входом ограничительного диода, выход которого подключается к источнику питания радиопередатчика. A broadband power amplifier comprising a preamplifier, two amplifier modules, a power addition bridge, characterized in that a broadband matching device, a half-wave rectifier, a storage capacitor, a choke and a limiting diode are additionally introduced, while the input of the wideband matching device is connected to the terminal of the bridge power adding device designed to connect a ballast resistor, the output of the broadband matching device is connected to the input of two for a half-wave rectifier, the output of a half-wave rectifier is connected to the terminal of the storage capacitor and inductor and to the inductor connected in parallel, the other terminal of the storage capacitor is grounded, the output of the inductor is connected to the input of the limiting diode, the output of which is connected to the power source of the radio transmitter.
RU2013154185/08A 2013-12-05 2013-12-05 Wide-band short wave power amplifier RU2550561C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154185/08A RU2550561C1 (en) 2013-12-05 2013-12-05 Wide-band short wave power amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154185/08A RU2550561C1 (en) 2013-12-05 2013-12-05 Wide-band short wave power amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2550561C1 true RU2550561C1 (en) 2015-05-10

Family

ID=53294008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013154185/08A RU2550561C1 (en) 2013-12-05 2013-12-05 Wide-band short wave power amplifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2550561C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115201650A (en) * 2022-06-30 2022-10-18 昆山九华电子设备厂 Shortwave power amplifier drain valley voltage detection circuit and voltage adjustment method
RU214854U1 (en) * 2022-06-02 2022-11-17 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" DC Filter for Mode A Harmonic Amplifier

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU71197U1 (en) * 2007-08-14 2008-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун" BROADBAND POWER AMPLIFIER
CN201674466U (en) * 2010-05-14 2010-12-15 北京瑞夫艾电子有限公司 Broadband radio frequency combined-type power amplifier
CN102332875A (en) * 2011-08-11 2012-01-25 电子科技大学 A Broadband High Efficiency Doherty Power Amplifier
RU125001U1 (en) * 2012-07-17 2013-02-20 Открытое акционерное общество "Мощная аппаратура радиовещания и телевидения" AMPLIFIER
RU130166U1 (en) * 2013-03-12 2013-07-10 Виктор Леонидович Муравченко OCTA FILTER

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU71197U1 (en) * 2007-08-14 2008-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт автоматизированных систем и комплексов связи "Нептун" BROADBAND POWER AMPLIFIER
CN201674466U (en) * 2010-05-14 2010-12-15 北京瑞夫艾电子有限公司 Broadband radio frequency combined-type power amplifier
CN102332875A (en) * 2011-08-11 2012-01-25 电子科技大学 A Broadband High Efficiency Doherty Power Amplifier
RU125001U1 (en) * 2012-07-17 2013-02-20 Открытое акционерное общество "Мощная аппаратура радиовещания и телевидения" AMPLIFIER
RU130166U1 (en) * 2013-03-12 2013-07-10 Виктор Леонидович Муравченко OCTA FILTER

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU214853U1 (en) * 2022-03-24 2022-11-17 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" SIMULATION MODEL OF A DIGITAL POWER AMPLIFIER
RU214854U1 (en) * 2022-06-02 2022-11-17 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" DC Filter for Mode A Harmonic Amplifier
CN115201650A (en) * 2022-06-30 2022-10-18 昆山九华电子设备厂 Shortwave power amplifier drain valley voltage detection circuit and voltage adjustment method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8836432B2 (en) Amplifier
CN107332518B (en) Broadband Doherty power amplifier
JP7165355B2 (en) power amplifier circuit
JP2016042695A5 (en)
CN109728789B (en) Power amplifier unit
US11728777B2 (en) RF power source with improved galvanic isolation
JP2015092802A (en) Rectenna device
KR102143178B1 (en) Plasma power apparatus with rapid response to load variations and its control method
RU2550561C1 (en) Wide-band short wave power amplifier
Ledezma Doherty power amplifier with lumped non-foster impedance inverter
US10110071B2 (en) Resonance-type power transmitter
US8242846B2 (en) Power amplifier
AU2016354858A1 (en) Active filter topology for cascaded inverters
Wang et al. A 2.3 GHz single-ended energy recovery rectifier with stepped-impedance resonator for improved efficiency of outphasing amplifier
US8233861B1 (en) Switched impedance synthesis transmit antenna matching system for electrically small antenna radiators
WO2021114281A8 (en) Electronic component, circuit board having same, and electronic device
RU130166U1 (en) OCTA FILTER
Lee et al. A 63W 14MHz Class-E amplifier for wireless power transmission
US11349340B2 (en) System and method for optimizing the sensing of electromagnetic waves
Shinohara et al. Effects of output filter to RF-DC conversion efficiency in a rectenna
TW201312853A (en) Method of reducing load current and electronic device
KR101477715B1 (en) Harmonic filtered class-e power amplifier with dynamic biasing system and method
RU2012103488A (en) TWO-STAGE AMPLIFIER
RU2565382C1 (en) Frequency dividing unit
WO2018156054A3 (en) Device and method for amplifying electrical signals (variants)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161206