[實用新型]UHF寬頻帶發射機的功放保護裝置

無效

• 申請號: 200820164293.7
• 申請日: 2008-09-17
• 公開（公告）號: CN201303322Y
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 賴敏福;吳志堅
• 申請（專利權）人: 三維通信股份有限公司
• 主分類號: H04B1/00
• 分類號: H04B1/00;H04N5/38
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司
• 代理人: 陳繼亮

技術領域

本實用新型涉及數字電視廣播和移動通信系統發射機技術，特別適用于UHF寬頻帶數字廣播電視發射機的功放保護裝置。

背景技術

在移動通信系統和數字廣播通信系統中，特別是數字電視廣播通信系統，為滿足其覆蓋范圍大的要求，其發射機射頻輸出功率都非常大，達到千瓦級。發射機中的射頻功放都工作在大電流高功率的狀態，而且射頻功放的性能直接影響系統的性能和電磁覆蓋效果。為了使射頻功放安全可靠地工作，在功放電路中需要比較完善的功放保護自動控制電路，比如輸入過功率保護、輸出過功率保護、機內高溫保護、輸出駐波比保護、電源故障保護，使發射機的射頻功放在保證安全的前提下輸出大的射頻功率。寬頻段發射機功放的工作在很寬的頻段內，數字電視廣播系統的頻率為470～860MHz，功放在這么寬的頻段內的工作特性差別很大，實現上述保護需要考慮的因素很多，難度也大大增加。

目前對發射機功放的保護都主要針對窄帶通信系統，如GSM、CDMA、WCDMA，采用的方法是直接關閉的方式。例如，當檢測到發射機的溫度過高時(即發射機的溫度超過預先設定的高溫門限)，一般直接采用關閉發射機功放的方法進行保護，采用這種方法雖然能保護功放，但發射機的覆蓋范圍沒有了，通信完全中斷，影響業務。電視廣播向數字化方向的迅猛發展，對發射機的功放保護提出了更高的要求。對于470～860MHz?UHF數字電視發射機，它有如下特點：工作頻帶非常寬，有390MHz，造成發射機在整個頻段的增益波動很大，而且發射機末級功放的P1dB壓縮點在這個頻段內差異也很大；發射的信號采用64QAM調制方式，信號的峰均值比非常高，高達到12dB，功放工作時峰值功率很容易達到P1dB壓縮點；發射機輸入信號的范圍變化比較大，一般要求在發射機功放的輸入信號的范圍為-10～0dBm，這要求功放在輸入信號從-10dBm突然跳躍到0dBm時功放還能正常工作；發射機的輸出功率非常大，平均功率達到上千瓦，功放工作時電流都非常大。這些特征都使470～860MHz?UHF發射機功放非常容易被燒毀，而且功放設備是發射機中最昂貴的部分。這就要求功放的保護措施要面面俱到，反應靈敏。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種UHF寬頻段發射機的功放保護裝置，保證發射機功放的性能和質量，降低功放對系統性能的影響。

為解決上述問題本實用新型提出的UHF寬頻段發射機的功放保護裝置，包括輸入過功率保護單元、輸出過功率保護和輸出駐波比保護單元、功率放大器、輸出采樣單元、功放控制單元、溫度檢測、電源檢測、控制方法；射頻信號首先通過輸入過功率保護單元，其次通過輸出過功率保護和輸出駐波比保護單元，然后進入功率放大器，最后通過輸出采樣單元；所述的功放控制單元是控制中心用于加載控制程序，它從輸入過功率保護單元、輸出采樣單元、溫度檢測、電源檢測模塊得到功放工作狀態的各種數據，并分析處理判斷這些數據，設定控制輸入過功率保護單元、輸出過功率保護和輸出駐波比保護單元、電源檢測。

輸入過功率保護單元，主要確定功放的輸入信號狀態、補償寬頻段功放在整個頻段的增益平坦度。它包括耦合器、數控衰減器、射頻開關、輸入功率檢測器、比較器；射頻輸入信號首先通過耦合器，然后通過數控衰減器，最后通過射頻開關；射頻信號耦合器的取樣，為保證在470～860MHz寬頻帶范圍內輸入信號功率檢測精度，在整個頻帶范圍內取樣平坦度需要小于±0.2dB。R2、R3、R4組成的π型衰減器調整取樣射頻信號的功率大小，有利于提高檢測精度和提高檢測的動態范圍，這三個電阻的大小需要根據輸入信號的功率、耦合器的取樣率、輸入檢測的檢測范圍等因素來確定。射入功率檢測器把調整后的取樣射頻信號功率轉換成可以測量的電壓信號。轉換后的電壓信號分成兩路，一路輸入到功放控制單元中的A/D采樣模塊，進行量化分析處理得到輸入功率的大小；另外一路進入到比較器，比較器中的輸入功率門限設定信號由功放控制單元的A/D模塊來設定，設定的門限信號使輸入功率在要求的范圍內(如-10dBm～0dBm)，比較器的輸出是一個高低電平，控制射頻開關。如果輸入信號在設定的范圍內，比較器輸出低電平，射頻開關閉合，輸入信號可以進入到功放；如果輸入信號不在設定的范圍內，比較器輸出高電平，射頻開關斷開，輸入信號不能進入到功放。射頻開關在斷開的時候要求高隔離度，至少50dB；閉合的時要求低插損。射頻通路中的數控衰減器是0.5dB步進、動態范圍為30dB、由6位數字信號控制的衰減器，它的衰減量由功放控制單元來控制，在不同頻率設置不同的衰減量，補償功放在470～860MHz范圍內的平坦度，具體操作詳見控制方法。