一种高频短波高抑制通信电路
阅读说明：本技术 一种高频短波高抑制通信电路 (High-frequency short-wave high-suppression communication circuit ) 是由 谭灵杰 程福强 陈振权 于 2021-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高频短波高抑制通信电路,包括依次连接的信号输入端口、功率放大电路、低通滤波电路、收发开关电路、定耦电路和天线,以及信号接收端口和控制端口；功率放大电路包括第一级功率放大电路、第二级功率放大电路、第三级功率放大电路和栅压开关驱动电路；定耦电路包括双芯线定耦模块和拉平校正模块；双芯线定耦模块包括双芯电缆WT6和双芯电缆WT7；拉平校正模块包括LC串联单元和LC并联单元；双芯电缆WT6和双芯电缆WT7的副电缆输入端分别通过LC串联单元和LC并联单元接地。该通信电路可实现高频短波信号的发送和接收功能,通过优化耦合平坦度来减少输出谐波,达到高抑制技术效果,提高运行稳定性和可靠性。(The invention provides a high-frequency short-wave high-suppression communication circuit which comprises a signal input port, a power amplification circuit, a low-pass filter circuit, a transceiving switch circuit, a fixed coupling circuit, an antenna, a signal receiving port and a control port, wherein the signal input port, the power amplification circuit, the low-pass filter circuit, the transceiving switch circuit, the fixed coupling circuit and the antenna are sequentially connected; the power amplification circuit comprises a first-stage power amplification circuit, a second-stage power amplification circuit, a third-stage power amplification circuit and a grid voltage switch driving circuit; the constant coupling circuit comprises a double-core wire constant coupling module and a leveling correction module; the two-core wire constant coupling module comprises a two-core cable WT6 and a two-core cable WT 7; the leveling correction module comprises an LC series unit and an LC parallel unit; the secondary cable input terminals of the two-core cable WT6 and the two-core cable WT7 are grounded through the LC series unit and the LC parallel unit, respectively. The communication circuit can realize the functions of transmitting and receiving high-frequency short-wave signals, reduce output harmonic waves by optimizing the coupling flatness, achieve the technical effect of high suppression, and improve the operation stability and reliability.)
技术领域
本发明涉及高频通信技术领域，更具体地说，涉及一种高频短波高抑制通信电路。
背景技术
高频通信电路的工作频率一般为2～30MHz，供飞机与地面或飞机与其他飞机之间远距离报话通信使用，是高纬度地区、远距离通信的主要通信手段。高频通信电路通常包括功率放大电路、滤波电路、定耦电路等。
为满足高频通信电路的增益要求，功率放大电路可采用多级放大结构，通过控制装置输出各级放大的调节参数，来达到准确和稳定的功率放大效果。而定耦电路用于检测出输出功率，以实现根据输出功率来反馈调控功率放大电路的调节参数，实现通信电路的发送输出稳定化。但是现有定耦电路的性能并不理想，双芯电缆组合成定耦电路一般用于窄带；在多倍频应用场合中耦合平坦度较差；在超短波天线驻波表现较差时，输出功率波动大，不利于功率放大电路稳定工作，导致输出谐波增多，影响高频通信电路运行的稳定性和可靠性。
发明内容
为克服现有技术中的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种高频短波高抑制通信电路；该通信电路可实现高频短波信号的发送和接收功能，通过优化耦合平坦度来减少输出谐波，达到高抑制技术效果，提高通信电路运行的稳定性和可靠性。
为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种高频短波高抑制通信电路，其特征在于：包括依次连接的信号输入端口、功率放大电路、低通滤波电路、收发开关电路、定耦电路和天线，以及信号接收端口和控制端口；所述功率放大电路、低通滤波电路、收发开关电路、定耦电路分别与控制端口连接；信号接收端口与收发开关电路连接；
所述功率放大电路包括第一级功率放大电路、第二级功率放大电路、第三级功率放大电路和栅压开关驱动电路；所述第一级功率放大电路包括串联的两级射频模块放大器；第二级功率放大电路包括LDMOS射频管VQ3；第三级功率放大电路包括射频管VQ1和射频管VQ2；两级射频模块放大器中的后一级射频模块放大器通过传输巴伦WT3与LDMOS射频管VQ3连接，LDMOS射频管VQ3通过传输巴伦WT9分别与射频管VQ1和射频管VQ2连接；射频管VQ1和射频管VQ2还分别与低通滤波电路连接；栅压开关驱动电路分别与射频管VQ1、射频管VQ2和LDMOS射频管VQ3连接；
所述定耦电路包括双芯线定耦模块和拉平校正模块；所述双芯线定耦模块包括双芯电缆WT6和双芯电缆WT7；双芯电缆WT6和双芯电缆WT7均是由主电缆和副电缆组成；主电缆和副电缆之间相互绝缘设置；双芯电缆WT6的主电缆输入端用于输入信号，双芯电缆WT6的主电缆输出端与双芯电缆WT7的主电缆输入端连接，双芯电缆WT7的主电缆输出端用于输出信号；双芯电缆WT6的副电缆输入端和双芯电缆WT7的副电缆输出端分别接地；拉平校正模块包括LC串联单元和LC并联单元；双芯电缆WT6的副电缆输出端和双芯电缆WT7的副电缆输入端分别通过依次连接的LC串联单元和LC并联单元接地；双芯电缆WT6的副电缆输出端和双芯电缆WT7的副电缆输入端还分别与控制端口连接。
本发明通信电路可实现高频短波信号的发送和接收功能；功率放大电路能够实现输入信号的功率放大功能；低通滤波电路能够滤除信号的谐波带外频率信号；收发开关电路能够实现接收/发射功能切换；定耦电路能够实现功率检测功能，输出VF、VR。通信电路的工作原理是：信号发射时，以信号输入端口作为激励口，经过功率放大电路和直通滤波电路进行处理后，由收发开关电路将信号通过定耦电路传输到天线输出；信号接收时，由收发开关电路连通信号接收端口，实现信号接收。
其中，定耦电路采用双芯电缆对信号进行耦合，并结合拉平校正模块进行处理，可解决2～30MHz高频信号由于最大频率和最小频率相差十几倍而导致输出信号检测时耦合口信号幅频特性不平的技术问题；定耦电路的拉平校正模块可以通过内部的电感和电容组合网络，LC并联和LC串联形式将耦合得到的信号波形进行拉平校正处理，使耦合波形斜线平整。与传统定耦电路的耦合平坦度仅可做到10dB相比，本发明的定耦电路可将耦合平坦度做到＜1dB，保证超短波天线驻波差的状况下，功率波动减小，提高功率放大电路稳定性，从而减少输出谐波，达到高抑制的技术效果，提高通信电路运行的稳定性和可靠性。
优选地，所述收发开关电路包括二极管VD211、二极管VD212、电容C212；收发开关电路连接有收发开关驱动电路；
所述低通滤波电路通过二极管VD211与定耦电路连接；二极管VD211还通过串联的电感L211和电容C211接地；电感L211和电容C211连接处与收发开关驱动电路的输出端T连接；
低通滤波电路还通过串联的二极管VD212和电容C212与信号接收端口连接；二极管VD212和电容C212连接处通过串联的电感L212和电容C213接地；电感L212和电容C213连接处与收发开关驱动电路的输入端R连接。
收发开关电路能够稳定、可靠地实现信号接收和发射功能切换。
优选地，所述LC串联单元包括电感L201和电容C203；LC并联单元包括电感L202、电感L203、电容C204和电容C205；双芯电缆WT6的副电缆输出端和双芯电缆WT7的副电缆输入端分别通过依次连接的电感L201、电容C203和电感L202接地；电容C204、电容C205和电感L203串联后与电感L202并联。
优选地，所述拉平校正模块还包括检测连接单元；双芯电缆WT6的副电缆输出端和双芯电缆WT7的副电缆输入端分别通过检测连接单元与控制端口连接。
优选地，所述检测连接单元包括二极管VD201、电阻R201、电阻R202、电容C201和电容C202；双芯电缆WT6的副电缆输出端和双芯电缆WT7的副电缆输入端分别通过串联的二极管VD201和电阻R201与控制端口连接；二极管VD201和电阻R201连接点通过电容C201接地；控制端口还通过并联的电阻R202和电容C202接地。检测连接单元可将拉平校正后的信号稳定、可靠地传输至控制端口。
优选地，双芯电缆WT6的副电缆输出端连接的拉平校正模块与双芯电缆WT7的副电缆输入端连接的拉平校正模块，电路拓扑结构相同。
优选地，所述双芯电缆WT6的副电缆输入端和双芯电缆WT7的副电缆输出端分别通过电阻R203接地。
优选地，所述功率放大电路中，传输巴伦WT3的两个输出端连接有电容C38；传输巴伦WT3的两个输出端分别通过电感L21和电感L27与LDMOS射频管VQ3的两个输入端连接；LDMOS射频管VQ3的两个输入端还连接有电阻R65；栅压开关驱动电路的输出端VG1分别与LDMOS射频管VQ3的两个输入端连接；LDMOS射频管VQ3的两个输入端分别通过RC串联电路一与LDMOS射频管VQ3的两个输出端连接；供电电路分别通过电感L26和电感L29与LDMOS射频管VQ3的两个输出端连接；LDMOS射频管VQ3的两个输出端分别通过LC串联电路一与传输巴伦WT9的输入端连接；
传输巴伦WT9的两个输出端之间通过串联的电容C15、电容C223和电容C16连接；电容C15与电容C223的连接处通过电阻R10与射频管VQ1的G极；电容C16与电容C223的连接处通过电阻R11与射频管VQ2的G极连接；栅压开关驱动电路的输出端VG2分别通过串联电阻电路与射频管VQ1的G极和射频管VQ2的G极连接；串联电阻电路通过RC并联电路一接地；射频管VQ1的G极通过RC串联电路二与射频管VQ1的D极连接；射频管VQ2的G极通过RC串联电路三与射频管VQ2的D极连接；射频管VQ1的D极通过电感L2与供电电路连接；射频管VQ2的D极通过电感L7与供电电路连接；射频管VQ1的D极通过电感L22与传输巴伦WT2的输入端一连接；射频管VQ2的D极通过电感L23与传输巴伦WT2的输入端二连接；传输巴伦WT2的输入端一与输入端二之间连接有电容C71；射频管VQ1的S极和射频管VQ2的S极分别接地。
功率放大电路能够实现输入信号的功率放大功能。栅压开关驱动电路可采用现有技术。
优选地，所述低通滤波电路包括若干用于实现不同频段信号低通滤波的低通滤波支路；各个低通滤波支路分别通过多选一射频开关连接在功率放大电路与收发开关电路之间。
优选地，所述多选一射频开关包括二极管VD39、二极管VD40、电感L78和电容C162；各个低通滤波支路均包括依次连接的LC并联滤波电路一、LC并联滤波电路二和LC并联滤波电路三；
所述功率放大电路的输出端分别通过二极管VD39与各个低通滤波支路的LC并联滤波电路一连接；各个低通滤波支路的LC并联滤波电路三分别通过二极管VD40与收发开关电路连接，并通过电感L178与控制端口连接；控制端口通过电容C162接地。各个低通滤波支路可实现不同频段信号低通滤波，滤除信号的谐波带外频率信号，消除干扰。
与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：
1、本发明通信电路可实现高频短波信号的发送和接收功能，运行稳定、可靠；
2、本发明通信电路的拉平校正模块可以通过内部的电感和电容组合网络，LC并联和LC串联形式将耦合得到的信号波形进行拉平校正处理，使耦合波形斜线平整；可将耦合平坦度做到＜1dB，保证超短波天线驻波差的状况下，功率波动减小，提高功率放大电路稳定性，从而减少输出谐波，达到高抑制的技术效果，提高通信电路运行的稳定性和可靠性；
3、本发明通信电路中，收发开关电路能够稳定、可靠地实现信号接收和发射功能切换。
附图说明
图1是本发明高频短波高抑制通信电路的原理框图；
图2是本发明高频短波高抑制通信电路在2～30MHz频段中的实施原理框图；
图3是本发明高频短波高抑制通信电路中收发开关电路的电路原理图；
图4是本发明高频短波高抑制通信电路中定耦电路的电路原理图；
图5是本发明高频短波高抑制通信电路中功率放大电路的电路原理图；
图6是本发明高频短波高抑制通信电路中低通滤波电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例
如图1至图6所示，本实施例一种高频短波高抑制通信电路，包括依次连接的信号输入端口、功率放大电路、低通滤波电路、收发开关电路、定耦电路和天线，以及信号接收端口和控制端口；功率放大电路、低通滤波电路、收发开关电路、定耦电路分别与控制端口连接；信号接收端口与收发开关电路连接。
本发明通信电路可实现高频短波信号的发送和接收功能；功率放大电路能够实现输入信号的功率放大功能；低通滤波电路能够滤除信号的谐波带外频率信号；收发开关电路能够实现接收/发射功能切换；定耦电路能够实现功率检测功能，输出VF、VR。通信电路的工作原理是：信号发射时，以信号输入端口作为激励口，经过功率放大电路和直通滤波电路进行处理后，由收发开关电路将信号通过定耦电路传输到天线输出；信号接收时，由收发开关电路连通信号接收端口，实现信号接收。
功率放大电路包括第一级功率放大电路、第二级功率放大电路、第三级功率放大电路和栅压开关驱动电路；第一级功率放大电路包括串联的两级射频模块放大器；第二级功率放大电路包括LDMOS射频管VQ3；第三级功率放大电路包括射频管VQ1和射频管VQ2；两级射频模块放大器中的后一级射频模块放大器通过传输巴伦WT3与LDMOS射频管VQ3连接，LDMOS射频管VQ3通过传输巴伦WT9分别与射频管VQ1和射频管VQ2连接；射频管VQ1和射频管VQ2还分别与低通滤波电路连接；栅压开关驱动电路分别与射频管VQ1、射频管VQ2和LDMOS射频管VQ3连接。
具体地说，功率放大电路中，传输巴伦WT3的两个输出端连接有电容C38；传输巴伦WT3的两个输出端分别通过电感L21和电感L27与LDMOS射频管VQ3的两个输入端连接；LDMOS射频管VQ3的两个输入端还连接有电阻R65；栅压开关驱动电路的输出端VG1分别与LDMOS射频管VQ3的两个输入端连接；LDMOS射频管VQ3的两个输入端分别通过RC串联电路一与LDMOS射频管VQ3的两个输出端连接；供电电路分别通过电感L26和电感L29与LDMOS射频管VQ3的两个输出端连接；LDMOS射频管VQ3的两个输出端分别通过LC串联电路一与传输巴伦WT9的输入端连接。
传输巴伦WT9的两个输出端之间通过串联的电容C15、电容C223和电容C16连接；电容C15与电容C223的连接处通过电阻R10与射频管VQ1的G极；电容C16与电容C223的连接处通过电阻R11与射频管VQ2的G极连接；栅压开关驱动电路的输出端VG2分别通过串联电阻电路与射频管VQ1的G极和射频管VQ2的G极连接；串联电阻电路通过RC并联电路一接地；射频管VQ1的G极通过RC串联电路二与射频管VQ1的D极连接；射频管VQ2的G极通过RC串联电路三与射频管VQ2的D极连接；射频管VQ1的D极通过电感L2与供电电路连接；射频管VQ2的D极通过电感L7与供电电路连接；射频管VQ1的D极通过电感L22与传输巴伦WT2的输入端一连接；射频管VQ2的D极通过电感L23与传输巴伦WT2的输入端二连接；传输巴伦WT2的输入端一与输入端二之间连接有电容C71；射频管VQ1的S极和射频管VQ2的S极分别接地。
该功率放大电路能够实现输入信号的功率放大功能。栅压开关驱动电路可采用现有技术。
低通滤波电路包括若干用于实现不同频段信号低通滤波的低通滤波支路；各个低通滤波支路分别通过多选一射频开关连接在功率放大电路与收发开关电路之间。
当通信电路应用于2～30MHz频段时，低通滤波支路的频段划分优选采用如图2所示的方案，可提高不同频段信号滤波效果。多选一射频开关包括二极管VD39、二极管VD40、电感L78和电容C162；各个低通滤波支路均包括依次连接的LC并联滤波电路一、LC并联滤波电路二和LC并联滤波电路三；
功率放大电路的输出端分别通过二极管VD39与各个低通滤波支路的LC并联滤波电路一连接；各个低通滤波支路的LC并联滤波电路三分别通过二极管VD40与收发开关电路连接，并通过电感L178与控制端口连接；控制端口通过电容C162接地。各个低通滤波支路可实现不同频段信号低通滤波，滤除信号的谐波带外频率信号，消除干扰。
收发开关电路包括二极管VD211、二极管VD212、电容C212；收发开关电路连接有收发开关驱动电路；低通滤波电路通过二极管VD211与定耦电路连接；二极管VD211还通过串联的电感L211和电容C211接地；电感L211和电容C211连接处与收发开关驱动电路的输出端T连接。
低通滤波电路还通过串联的二极管VD212和电容C212与信号接收端口连接；二极管VD212和电容C212连接处通过串联的电感L212和电容C213接地；电感L212和电容C213连接处与收发开关驱动电路的输入端R连接。该收发开关电路能够稳定、可靠地实现信号接收和发射功能切换。收发开关驱动电路可采用现有技术。
定耦电路包括双芯线定耦模块和拉平校正模块；双芯线定耦模块包括双芯电缆WT6和双芯电缆WT7；双芯电缆WT6和双芯电缆WT7均是由主电缆和副电缆组成；主电缆和副电缆之间相互绝缘设置；双芯电缆WT6的主电缆输入端用于输入信号，双芯电缆WT6的主电缆输出端与双芯电缆WT7的主电缆输入端连接，双芯电缆WT7的主电缆输出端用于输出信号；双芯电缆WT6的副电缆输入端和双芯电缆WT7的副电缆输出端分别接地；拉平校正模块包括LC串联单元和LC并联单元；双芯电缆WT6的副电缆输出端和双芯电缆WT7的副电缆输入端分别通过依次连接的LC串联单元和LC并联单元接地；双芯电缆WT6的副电缆输出端和双芯电缆WT7的副电缆输入端还分别与控制端口连接。
双芯电缆WT6的副电缆输出端连接的拉平校正模块与双芯电缆WT7的副电缆输入端连接的拉平校正模块，电路拓扑结构相同。LC串联单元包括电感L201和电容C203；LC并联单元包括电感L202、电感L203、电容C204和电容C205；双芯电缆WT6的副电缆输出端和双芯电缆WT7的副电缆输入端分别通过依次连接的电感L201、电容C203和电感L202接地；电容C204、电容C205和电感L203串联后与电感L202并联。
拉平校正模块还包括检测连接单元；双芯电缆WT6的副电缆输出端和双芯电缆WT7的副电缆输入端分别通过检测连接单元与控制端口连接。检测连接单元优选采用如下方案：包括二极管VD201、电阻R201、电阻R202、电容C201和电容C202；双芯电缆WT6的副电缆输出端和双芯电缆WT7的副电缆输入端分别通过串联的二极管VD201和电阻R201与控制端口连接；二极管VD201和电阻R201连接点通过电容C201接地；控制端口还通过并联的电阻R202和电容C202接地。检测连接单元可将拉平校正后的信号稳定、可靠地传输至控制端口。控制端口与控制装置连接，以根据定耦电路输出的检测功率信号来反馈控制功率放大电路。
双芯电缆WT6的副电缆输入端和双芯电缆WT7的副电缆输出端分别通过电阻R203接地。
定耦电路采用双芯电缆对信号进行耦合，并结合拉平校正模块进行处理，可解决2～30MHz高频信号由于最大频率和最小频率相差十几倍而导致输出信号检测时耦合口信号幅频特性不平的技术问题；定耦电路的拉平校正模块可以通过内部的电感和电容组合网络，LC并联和LC串联形式将耦合得到的信号波形进行拉平校正处理，使耦合波形斜线平整。与传统定耦电路的耦合平坦度仅可做到10dB相比，本发明的定耦电路可将耦合平坦度做到＜1dB，保证超短波天线驻波差的状况下，功率波动减小，提高功率放大电路稳定性，从而减少输出谐波，达到高抑制的技术效果，提高通信电路运行的稳定性和可靠性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。