跳频通信技术可以利用不同的跳频图案或时钟,使得多个跳频通信系统同时工作在相同频段内而互不干扰,相比传统通信技术,可节约频谱资源并具有抗干获的优势。这使得跳频发射机的研究在民用和军用领域应用广泛。高效率、高跳频速率是跳频发射机所追求的目标。论文设计了一个工作在L波段的高效率、高跳速功率放大器,用于跳频发射机。论文主要工作如下:第一,分析放大器指标,设计发射链路结构。通过分析跳频发射机功率放大器的功能和指标需求,设计了发射链路结构。对大功率开关、双工器、环形器等组件的射频指标进行了调研,协助分析了谐波、功率等指标;分析了放大器增益、效率指标以及放大器保护电路设计要求,设计了功率放大器模块链路;分析跳频指标并选择了合适的跳频滤波实现方式。第二,完成放大器和滤波模块电路设计。根据分析需求得出的发射链路结构图,完成了功率放大器模块电路的设计与实现以及跳频滤波模块电路设计。主要包括功放板电源芯片选型和电路设计、保护电路设计、放大链路芯片选型和链路设计、放大器匹配网络设计以及跳频滤波模块电路芯片选型和电路设计,并通过软件仿真了匹配后放大器的性能。第三,搭建实物测试环境,测试跳频滤波模块和功放模块的关键指标并进行了结果分析。在跳频模块中,测试了滤波器组的单音跳频速率达到7.2us每跳。在功放模块中,测试了2us脉宽10%占空比的脉冲条件下,所有跳频点的单音输出功率达到320W,信号链路增益为43dB;测试了57us脉宽10%占空比的脉冲条件下功放输出功率满足288W时相应的漏极效率在54%以上。将以上测试结果与需求指标进行了对比分析。综上所述,本文采用跳频滤波器加功放模块的组合方式,设计了一个准备应用于跳频发射机射频端的高速跳频功率放大器。经过实际测试和验证,该跳频功放具有效率高、跳频速率快的特点,为跳频发射机高效高速跳频的实现提供了一定的设计参考。
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