吉林省 延吉市人防指揮信息保障中心 許麗蕭

超短波通信電臺(tái)射頻功放功率保護(hù)控制電路的功用和工作原理

吉林省 延吉市人防指揮信息保障中心 許麗蕭

近年來(lái)，隨著軍用以及民用電臺(tái)的增加以及超短波通信電臺(tái)的普及，為了滿足遠(yuǎn)距離通信的需求，往往將射頻功率的輸出增加。這種情況下，需要相應(yīng)的功放保護(hù)自動(dòng)控制電路（包括機(jī)內(nèi)高溫保護(hù)、高壓駐波比保護(hù)以及低電壓降功率保護(hù)），以保證發(fā)射機(jī)的射頻功放在安全的前提下達(dá)到最大功率的輸出。射頻功放放大器不僅是電臺(tái)的核心部件，同時(shí)也是電臺(tái)的薄弱環(huán)節(jié)。本文，筆者通過(guò)論述超短波通信電臺(tái)射頻功放功率保護(hù)控制電路的功用和工作原理，以期對(duì)研究電臺(tái)射頻功率放大器的損壞以及維護(hù)產(chǎn)生一定指導(dǎo)意義。

一、電壓駐波比功率保護(hù)電路

1.功用。在發(fā)射機(jī)的正常工作中，如果發(fā)射機(jī)天線出現(xiàn)故障，會(huì)直接導(dǎo)致射頻功率不能有效傳播，從而導(dǎo)致極大的發(fā)射功率嚴(yán)重影響功放級(jí)的安全。為此可以通過(guò)在發(fā)射機(jī)的控制電路中設(shè)置高壓駐波比保護(hù)電路，使用過(guò)程中電壓駐波比大于一定的設(shè)定值，可以對(duì)功放級(jí)進(jìn)行有效保護(hù)，避免事故的發(fā)生。

2.電路原理。其工作原理為：首先，發(fā)射機(jī)功放輸出端的定向耦合器對(duì)反向功率電壓進(jìn)行檢測(cè)，然后將檢測(cè)到的反響功率電壓送達(dá)功放穩(wěn)壓電源的有關(guān)電路的處理后傳遞到控制電路XP1/12A；再經(jīng)過(guò)反向功率檢測(cè)電壓補(bǔ)償電路加到N20B放大器，最后經(jīng)過(guò)N20B加到N20A的同相輸入端。當(dāng)輸入端的電壓達(dá)到300 mV或者功放輸出與天線阻抗失配，使電壓駐波比大于2.5∶1的條件下，會(huì)致使VD5穩(wěn)壓管以及V3的導(dǎo)通，緊接著是VD6的導(dǎo)通，這就會(huì)使得N23B輸出及輸入端電平降低，最終會(huì)使得射頻功放輸出功率降低到某一安全臨界值，從而實(shí)現(xiàn)射頻功放保護(hù)；當(dāng)電壓駐波比小于2.5∶1時(shí)，由于反向功率檢測(cè)電壓小，N23A的輸出電壓不能使VD5導(dǎo)通，使得VD6也反向截止，從而最終使發(fā)射機(jī)射頻功放正常輸出功率。

二、機(jī)內(nèi)高溫功率保護(hù)

雙頻段電臺(tái)在射頻功放級(jí)以及功放穩(wěn)壓模塊都設(shè)置了相應(yīng)的溫度傳感器，一旦機(jī)內(nèi)溫度超過(guò)65℃，風(fēng)機(jī)就會(huì)在監(jiān)控模塊微機(jī)的控制下加速運(yùn)轉(zhuǎn)；而溫度一旦超過(guò)了80℃，相應(yīng)的高溫降功率電路就會(huì)開(kāi)始工作，達(dá)到降低射頻輸出功率的目的。

高溫降功率控制正是按照這一原理實(shí)現(xiàn)的：首先將發(fā)射機(jī)（Tx）前面板功率調(diào)整電位器RP11所設(shè)置的功率直流控制電壓經(jīng)過(guò)R168以及D10的一路或者幾路開(kāi)關(guān)與相應(yīng)的電阻相連，實(shí)現(xiàn)分壓處理，達(dá)到降低送入模擬乘法器Vx端電壓以及控制射頻輸出功率降低的目的。

D10（MC14066）作為四路模擬電子開(kāi)關(guān)，其A、B、C三個(gè)控制端是由經(jīng)由監(jiān)控模塊微機(jī)，同時(shí)在發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)接口電路輸出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的支配下進(jìn)行控制的。當(dāng)使用中出現(xiàn)溫度不斷升高的情況，相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)就會(huì)增大、D10接通的電阻增多，相應(yīng)的射頻輸出功率也會(huì)降低。

三、低電壓降功率

保證發(fā)射機(jī)的正常工作，在發(fā)射機(jī)控制電路內(nèi)部還配備了電源電壓監(jiān)測(cè)電路。電路的作用是：當(dāng)監(jiān)測(cè)電源電壓降低時(shí)，致使功率直流控制電壓降低，降低射頻輸出功率。

底座的穩(wěn)壓電源輸出+30V電源，然后經(jīng)過(guò)監(jiān)控模塊送到發(fā)射機(jī)音控模塊的XP2/4A。這一電壓經(jīng)過(guò)R110，R113，RP10，進(jìn)行分壓后而產(chǎn)生壓降，此時(shí)R113上的壓降大致為1.51V，這一電壓然后經(jīng)過(guò)R114加到N19B電壓比較器的反向輸入端（V2）；發(fā)射機(jī)音孔板內(nèi)部的+10V電壓經(jīng)過(guò)1.8k的R112與18k的R111實(shí)現(xiàn)分壓，并將1.8k的R112上大約0.87V的電壓加到N19B的同向輸入端（V3）。

當(dāng)電源電壓處于正常水平時(shí)，通過(guò)調(diào)整RP10使得V2大于V3就會(huì)使得N19B輸出低電平。當(dāng)這一電平接到D10/13，導(dǎo)致D10/1.2腳斷開(kāi)，此時(shí)發(fā)射機(jī)輸出正常的射頻功率；而當(dāng)電源電壓低于正常水平時(shí)，相應(yīng)的R113上的分壓也隨之降低，致使V2小于V3，這時(shí)N19B輸出高電平，從而使得D10/1.2腳接通，然后經(jīng)過(guò)R168、R175分壓后輸送給模擬乘法器Vx的輸入端，達(dá)到降低Vx以及發(fā)射機(jī)輸出射頻功率的目的。

為了將工作中因電源電壓的波動(dòng)而帶來(lái)的影響，增設(shè)了電容C52，從而避免了當(dāng)電源電壓降低時(shí)，N19B的V2小于V3所帶來(lái)的影響。此外，為了為了確保N19B電壓比較器的迅速反轉(zhuǎn)而設(shè)置了VD1與R114，而VD1可以為C52的快速放電提供通道。

四、電臺(tái)射頻模塊常見(jiàn)故障

一般電臺(tái)通信模塊的主要故障有電源電流小且無(wú)輸出功率以及通信距離太近兩種。針對(duì)電源電流小且無(wú)輸出功率，要首先檢查激勵(lì)信號(hào)是否正常，經(jīng)過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)功率控制以及功率放大器三部分電路的檢查，按照從前向后的順序檢查信號(hào)電路從而排除故障。而實(shí)際中出現(xiàn)的通信距離太近這一故障一般是由于發(fā)射機(jī)功率太小所致，其解決辦法為：首先使用功率計(jì)檢查發(fā)射機(jī)的輸出功率，如果發(fā)射機(jī)的輸出功率以及電源的電流均較小，說(shuō)明直流供電沒(méi)問(wèn)題，故障來(lái)自于自動(dòng)功率控制模塊。此外，驅(qū)動(dòng)電路長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)射導(dǎo)致的高溫也會(huì)使驅(qū)動(dòng)放大能力下降，此時(shí)可以采用間斷發(fā)射，且每次發(fā)射的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。

五、結(jié)論

實(shí)踐證明，射頻功放電路不僅設(shè)計(jì)新穎，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用。這種電路在高功率大電流的狀態(tài)下出現(xiàn)的機(jī)內(nèi)溫度較高、射頻阻抗失調(diào)以及電源電壓降低這3種情況下，可以自動(dòng)地進(jìn)行控制保護(hù)射頻功率發(fā)達(dá)電路，從而增加電臺(tái)工作的使用壽命及可靠性。我們相信隨著對(duì)射頻功放電路設(shè)計(jì)的不斷改進(jìn)完善，超短波通信電臺(tái)將會(huì)更加的穩(wěn)定可靠。