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优质功率放大器的特点


概述
  BONN所有系列的功率放大器都是模块化设计的。射频模块、电源模块和控制模块都是自成体系的安装与各自的箱体中,相互之间是隔离的。这是为了防止不同信号之间的串扰和保证设备的可靠工作而设计的。而且使功放的维护和升级变得非常简便、快速。

  BONN功放无论是机械设计,电源设计还是冷却系统设计(几乎与所有其他公司功放都不一样)都是与射频部分和整个功放系统的设计密切联系起来的。如,为了保证功放长时间连续工作,而无任何性能下降,所有BONN的功放的冷却系统(风冷)都是异型的并且贯穿整个机柜。

  由于BONN最初主要为德国及欧洲军方供货,因此所有BONN的功放是基于军用领域的严格要求而设计的,这是真正军品级的高品质功率放大器。由于其先天的优点,BONN的功放在民用领域更能显示出优异的性能。

  防振设计的机械结构提高了其可靠性,BONN的固态放大器满足军标MIL-STD-810 F的振动测试要求,非常适合移动的工作环境,如飞机,车辆,舰船里。

  标准的BONN功放是内置于19”机柜的。这使得各种周边仪器,如信号源,开关矩阵等也非常容易的和功放一起集成于一个机柜之中。


RF 射频特性

  所有 BONN 的宽带固态功率放大器是线性功率放大器,为 A 类或 AB 类功放。其标称值输出功率为 1dB 压缩点功率。而其他品牌的功放的标称输出功率为 3dB 压缩点的饱和功率( CW 功率或失真功率)。
  正常输出功率是不能超过 1.5dB 压缩点功率的,在 1.5dB 压缩点工作的 80%AM 信号的调制深度会变为 70% 。另外,当接近饱和功率( CW 功率或失真功率)输出时,调制信号输出峰值功率也会降低。
  同时各领域最新的 EMS 标准,无论是 IEC 民标, ISO 汽车, MIL-STD461E 军标,还是各大汽车企业标准都对功放的输出功率质量做出了严格规定。
  更多内容详见《什么是全兼容的射频敏感度 EMS 测试系统——如何选择射频功率放大器》

  BONN 功率放大器的所有标称性能都是在满线性功率时测试的。其他品牌功放的标称值往往是饱和功率,而非线性功率。同时一些其他的关键参数值,如谐波值,并不是在其标称功率时测出的,而是在低于标称功率 60%-70% 的小输出功率时测出的。当然,小的输出功率是不会有过多的谐波的!小的功率也同样无法反映满功率输出时的特征!

  在高于 80MHz 的频率范围里,几乎所有测试系统的 VSWR 不会高于 3 : 1-4 : 1 。但在低于 80MHz 的频率范围里, VSWR 的情况会大不一样。

  对于 BSA , BTA 系列低于 80MHz 频段的功放,由于其特殊设计,具备了 100% 驻波比,输出功率全反射的耐受能力。因此该系列的功放是非常适于极恶劣的 VSWR 情况的。如在 20-40MHz 的频率范围内,某些天线的 VSWR 高达 10 : 1 ,反射功率为 70% ,或在某些 BCI 测试中低于 80MHz 的频段范围内会出现 5 : 1 的 VSWR 。

  BTA 系列的混合功率放大器具有非常优异的 VSWR 适应能量。功放的末级是特殊分布式的放大管。这种设计可以从物理上使前向输出功率和反射功率分离开来。并且所有反射功率都会被负载吸收。因此,放大管的压力和前向输出功率几乎与 VSWR 值无关,即前向功率≈净功率。

  高功率功放模块内的功率合成器,由于其特殊设计,保证了众多输出晶体管之间的相互隔离。平衡阻抗的设计让即使某个输出级失效的情况下,其他各个输出级仍能正常协同工作。 BONN 所有的定向耦合器和功率合成器都能在最大反射功率的情况下工作。

  在输入端,所有 BONN 功放已经能够在 -5dBm 输入功率的情况下提供正常输出功率。所有宽带功放都能在超过 +10dBm 输入功率是自动保护。在输出端,功放能够对短路和开路这种极端情况进行保护。对于一些输出失配,导致的高 VSWR ,如 >4 : 1 ,同时输入端过载,会导致功放损害等一些特殊情况,功放同样提供保护功能。

  对于 BLMA 系列的窄带功率放大器,它们是用内置输出端隔离体对各种高失配带来的高 VSWR 进行保护。

  对于行波管功放,在输入端,对输入信号过载可能带来的饱和输出功率进行了保护。所有的功放模块都可选择配置高 VSWR 的输出隔离体。
  此外所有的射频功率晶体管都是有过压和过流保护的。

  更多内容详见《德国 BONN 公司功率放大器的优点》



机械结构设计和屏蔽效能

  所有BONN功率放大器都是完全的模块化设计。这对维护和升级功放带来极大的便利。

  功放模块都是单独可拆卸的箱体,并且面板具有一定的RF屏蔽效能,基于高质量的RF线缆、接头、和功放电源,BONN的功放箱体能提供>60dB的屏蔽效能。

  BONN功放内部所有金属部分都有防腐蚀,且导电良好的的表面钝化处理。实际上,这些特殊的处理对于新的功放是没有任何优势的,但是随着时间的推移,没有进行过保护钝化处理的功放金属部分会出现氧化层,并且导电率会降低。这些氧化层会影响系统的接地性能并且改变RF射频输出的性能。这样的仪器是难以维修的,因为RF输出性能的变化是整个机芯的问题,而不是单个元器件的问题,需要更换所有外壳和机芯。



冷却

  所有BONN功放冷却系统的标准配置是风冷

  因为所有BONN的固态放大器的空气输入端在前面板,而空气输出端在后面板。这使得功放可以在机柜里任意堆叠,而不必担心散热问题。

  对于BTA系列的混合功放,放大管末级的冷却系统有所不同:空气入口在机箱的后面板,而出口在功放的顶部。因此,所有的混合功放集成在一个合适的19”机柜里。如果BTA功放与其他类型功放置于同一机柜中,一般置于机柜的顶部。

  行波管功放的风冷气路是一个环路,空气入口和出口都在后面板。

  冷却系统的完美设计使得BONN功放模块确保不产生高温过载——即使是24小时的连续工作,同时输出功率全反射的极端恶劣情况下,也不会产生高温过载。BONN功放内的热源都是直接焊接在厚重的散热片上的。这保证了良好的热交换和热传递,同时可以做到紧凑的设计

  作为选件,所有BONN功放系统都可以配备液冷系统。大部分的应用案例中,液冷系统是集成在客户的房间里的。当功放不是置于单独的功放室,而是与操作人员处于同一房间时,液冷系统可以降低噪声和温度。
  对于飞机内使用的情况,我们同样也可以配置液冷系统。



电源
  功放艺术品般的完美设计中,同样包含我们独特的功放供电电源。电源为开关电源,为各个 RF 射频模块进行独立供电。这样即使单路功放模块电源失效,也不会影响其他功放模块的正常工作。


操作方法

  BONN功放工作过程中的各项指标可以通过一块背光的LCD显示器显示出来。手动操作按钮置于LCD显示器下方。此外对于单独的LED指示灯,一般用于故障显示功能。
  控制单元包含了一个工作时间指示器,可以显示工作所有工作时间。

  LCD 显示器是选配件,能显示前向功率.。对于快速指示输出功率的方式,主要有条形显示和百分比显示两种。
  控制BONN功放可以通过多种方式完成,接口可以是触发信号,外部开关,5V或12VTTL。

  BONN 的功放可以配置 IEEE488.2 和 USB 的控制接口。该接口提供所有控制指令和功放状态指示。额外的 SRQ 函数可以支持实时报告生成功能。



安全性能

  所有BONN功放提供一种非常人性化的安全性能:功放可以连接到一个外部互锁安全开关中,该互锁安全开关是可以关闭功放的。如:可以把暗室屏蔽门的开启信号作为互锁开关来控制功放的工作状态,当门是打开状态时,功放是处于强制不输出的状态;只有当门关闭时,功放才可以输出功率。这样极大的保护了实验人员。

  当然,所有BONN功放通满足VDE的安规标准要求。



系统解决方案

  所有的功放都可以配备功能丰富的选件,以满足民标,军标等不同应用领域的要求。

  此外,我们提供独立的开关单元, PIN 二极管开关,谐波滤波器等。所有的功放系统都可配备液冷系统。



应用领域
BONN Elektronik的功放和功放系统在世界范围内的主要应用如下 :
EMI / EMS
汽车和航天
工程
通信和遥感
测试实验室
科学研究
等离子研究
粒子加速器
干扰器(电子战)
机载干扰器(电子战)
雷达
军用发射机














 

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