一種s波段的500w激勵(lì)源的制作方法
【專利摘要】針對(duì)現(xiàn)有真空管發(fā)射機(jī)體積過大、壽命短等缺陷，本實(shí)用新型提供一種S波段500W的激勵(lì)源，包括頻率源模塊、13W功率放大模塊、65W/220W功率放大模塊、第一350W功率放大模塊、第二350W功率放大模塊、耦合器、穩(wěn)壓電源、可調(diào)衰減器、功分器和合成器。本實(shí)用新型的有益效果是：本產(chǎn)品采用全固態(tài)合成結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定可靠性高，體積小，電學(xué)上性能優(yōu)良、力學(xué)上穩(wěn)定性高、熱學(xué)上可靠性好。
【專利說明】—種s波段的500W激勵(lì)源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于微波【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種S波段的500W激勵(lì)源。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，微波固態(tài)功放得到廣泛運(yùn)用，大功率微波固態(tài)合成技術(shù)正得到越來越廣泛的應(yīng)用。與真空管發(fā)射機(jī)相比，固態(tài)放大器以低噪聲、低失真、低電壓工作、小尺寸、輕重量、長壽命、高可靠性等特點(diǎn)受到青睞。但是，目前在S波段單管輸出的功率比較小，如需提高輸出功率，則必須將多個(gè)S波段單管合成，導(dǎo)致產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備體積大、內(nèi)部電磁干擾多、性能不穩(wěn)定，影響激勵(lì)源工作時(shí)所產(chǎn)生的信號(hào)的穩(wěn)定性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型發(fā)明的目的是提供一種基于微波固態(tài)功率合成技術(shù)的S波段500W激勵(lì)源，其具體組成為:
[0004]一種S波段500W的激勵(lì)源，包括頻率源模塊1、13W功率放大模塊3、65W /220W功率放大模塊4、第一 350W功率放大模塊51、第二 350W功率放大模塊52、耦合器6、穩(wěn)壓電源
7、可調(diào)衰減器8、功分器9和合成器10 ;其中，頻率源模塊1的輸出端和13W功率放大模塊3輸入端相連接，13W功率放大模塊3的輸出端和65W/220W功率放大模塊4的輸入端相連接，65W/ 220W功率放大模塊4的輸出端和功分器9的輸入端連接，功分器9的第一輸出端與第一 350W功率放大模塊51的輸入端相連接，功分器9的第二輸出端與第二 350W功率放大模塊52的輸入端相連接，第一 350W功率放大模塊51的輸出端和第二 350W功率放大模塊52的輸出端共同與合成器10的輸入端相連接,合成器10的輸出端與f禹合器6的輸入端相連接。
[0005]本實(shí)用新型有益的效果是
[0006]本實(shí)用新型克服S波段單管的輸出功率小，而多個(gè)合成容易導(dǎo)致整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、性能不穩(wěn)定的弊端。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，射頻性能好，全固態(tài)合成高功率輸出，工作狀態(tài)穩(wěn)定、電磁兼容性能優(yōu)良、穩(wěn)定性高、可靠性好；
[0007]本實(shí)用新型適合配套大功率速調(diào)管使用；
[0008]本實(shí)用新型采用微波固態(tài)功率合成結(jié)構(gòu)，輸出功率不小于500W，且充分考慮了整個(gè)機(jī)箱內(nèi)部的電磁兼容性，整個(gè)機(jī)箱一體化，使用方便，可靠性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成原理框圖。
[0010]圖2為圖1中13W功率放大模塊3內(nèi)脈沖調(diào)制電路的電路圖。
[0011]圖3為本實(shí)用新型中13W功率放大模塊3的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
[0013]參見圖1，一種S波段500W的激勵(lì)源，包括頻率源模塊1、13W功率放大模塊3、65W/220W功率放大模塊4、第一 350W功率放大模塊51、第二 350W功率放大模塊52、耦合器6、穩(wěn)壓電源7、可調(diào)衰減器8、功分器9和合成器10 ;其中，頻率源模塊1的輸出端和13W功率放大模塊3輸入端相連接，13W功率放大模塊3的輸出端和65W/220W功率放大模塊4的輸入端相連接，65W/ 220W功率放大模塊4的輸出端和功分器9的輸入端連接，功分器9的第一輸出端與第一 350W功率放大模塊51的輸入端相連接，功分器9的第二輸出端與第二 350W功率放大模塊52的輸入端相連接，第一 350W功率放大模塊51的輸出端和第二 350W功率放大模塊52的輸出端共同與合成器10的輸入端相連接,合成器10的輸出端與f禹合器6的輸入端相連接，由耦合器6最終合成大于500W的功率并輸出。
[0014]射頻信號(hào)由激勵(lì)源產(chǎn)生給13W功率放大模塊3以激勵(lì)信號(hào)；13W功率放大模塊3輸出的功率作為激勵(lì)推動(dòng)65W/220W功率放大模塊4 ；65ff/220ff功率放大模塊4輸出功率經(jīng)過功分器9功分兩路分別推動(dòng)兩路350W功率放大模塊；兩路350W功率放大模塊輸出經(jīng)過合成器10合成輸出；合成器10合成的功率輸出經(jīng)可調(diào)衰減器8，使輸出功率連續(xù)可調(diào)；再經(jīng)過耦合器6最終輸出大于500W射頻功率。
[0015]進(jìn)一步說，所述頻率源模塊1、13W功率放大模塊3、65W/220W功率放大模塊4、第一350W功率放大模塊51、第二 350W功率放大模塊52、耦合器6、穩(wěn)壓電源7、可調(diào)衰減器8、功分器9和合成器10分別安裝在封閉的金屬小腔體中，安裝在金屬小腔體中的上述模塊再裝配在機(jī)箱中，并通過射頻電纜連接。
[0016]進(jìn)一步說，頻率源模塊1四創(chuàng)公司生產(chǎn)的型號(hào)為SC-PLY-2856的頻率源；13W功率放大模塊3的型號(hào)為四創(chuàng)公司生產(chǎn)的型號(hào)為SC-PA-2856-13的功放模塊；65W/220W功率放大模塊4的型號(hào)為四創(chuàng)公司生產(chǎn)的型號(hào)為SC-PA-2856-65/220的功放模塊；第一 350W功率放大模塊51和第二 350W功率放大模塊52均為四創(chuàng)公司生產(chǎn)的的型號(hào)為SC-PA-2856-350的功放模塊；稱合器6為ARRA公司的型號(hào)為4194-30的稱合器；穩(wěn)壓電源7的型號(hào)為CYXA-104.8的電源；可調(diào)衰減器8的型號(hào)為ARRA公司生產(chǎn)的型號(hào)為4814-20的衰減器；功分器9四創(chuàng)公司生產(chǎn)的的型號(hào)為SC-GFQ-2856的一分二功分；合成器10四創(chuàng)公司生產(chǎn)的型號(hào)為SC-HCQ-2856的二合一功率合成器。
[0017]進(jìn)一步說，13W功率放大模塊3內(nèi)含脈沖調(diào)制電路，所述的脈沖調(diào)制電路采用柵極調(diào)制結(jié)構(gòu)。
[0018]參見圖2，更進(jìn)一步說，柵極調(diào)制結(jié)構(gòu)的脈沖調(diào)制電路由型號(hào)為LM7810的穩(wěn)壓塊N1，型號(hào)為2CK84D的二極管V4，電阻Rl、R2、R3和R4，型號(hào)均為BCX41的三極管V1、V2和V3, IRF公司生產(chǎn)的、型號(hào)為IRF4905的場(chǎng)效應(yīng)管V5，以及電容C1、C2和C3構(gòu)成。
[0019]參見圖2，是脈沖調(diào)制電路的具體電路圖。二極管V4的負(fù)極與電阻R1的一端相連接，電阻R1的另一端分別與三極管VI的基極、電阻R2的一端相連接；電阻R1的兩端并聯(lián)有電容C1 ;所述電阻R2的一端與三極管V2的基極相連接；三極管VI的集電極與三極管V3的基極相連接；三極管V3的發(fā)射極與三極管V2的集電極之間的節(jié)點(diǎn)與場(chǎng)效應(yīng)管V5的柵極相連接，場(chǎng)效應(yīng)管V5的漏極、電容C3的一端、電阻R3的一端、電阻R4的一端以及穩(wěn)壓塊N1的10V輸出端口(+10V)共同連接在一起；電阻R3的另一端同三極管VI集電極與三極管V2基極之間的節(jié)點(diǎn)相連接；電阻R4的另一端與三極管V2集電極相連接；電阻R4與三極管V2集電極之間的節(jié)點(diǎn)與電容C2的一端相連接；穩(wěn)壓塊N1的接地端(GND)、電阻R2的另一端、三極管V2發(fā)射極、電容C2的另一端、電容C3的一端分別接地。
[0020]獲得快速的上升沿和下降沿是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一，本設(shè)計(jì)采用柵極調(diào)制方式，具體脈沖調(diào)制電路機(jī)理分析如下:由于微波晶體管本身的上升沿時(shí)間在20ns?50ns，所以放大器的上升時(shí)間和下降時(shí)間主要取決于其直流偏置。對(duì)于柵極脈沖調(diào)制方式，偏置電路中的旁路電容越大，時(shí)間常數(shù)越大，脈沖上升沿和下降沿越差，所以旁路電容越小調(diào)制效果越佳，但旁路電容減小時(shí)會(huì)對(duì)放大器穩(wěn)定性造成影響，在實(shí)際電路中需調(diào)節(jié)電容大小這種二者矛盾。本脈沖調(diào)制電路主要利用了 P-channel M0SFET可以用作開關(guān)這一特點(diǎn)，由柵極電壓VG控制開關(guān)狀態(tài)，用FET作微波開關(guān)的主要優(yōu)點(diǎn)是能簡(jiǎn)化偏置網(wǎng)絡(luò)、驅(qū)動(dòng)功耗小、且具有寬帶特性和大的功率容量，并能提供很高的開關(guān)速度。本脈沖調(diào)制電路選用了型號(hào)為IRF4905的開關(guān)管，IRF4905是P溝道的M0SFET，具有極低得導(dǎo)通電阻和快速的轉(zhuǎn)換速率，使用ADS對(duì)M0SFET的控制進(jìn)行了時(shí)域仿真，結(jié)果表明控制效果良好，管子導(dǎo)通時(shí)線性工作，輸出電壓基本等于輸入電壓。
[0021]進(jìn)一步說，所述13W功率放大模塊3還包括36V電源、第一衰減器N2、功率芯片D1、隔離器W1和第二衰減器N3。其中，第一衰減器N2、功率芯片D1、隔離器W1和第二衰減器N3依次串聯(lián)在一起，36V電源及脈沖調(diào)制電路分別與連接；
[0022]所述第一衰減器N2和第二衰減器N3的型號(hào)均為Florida公司生產(chǎn)的型號(hào)為33-1001-0.5dB的衰減器；所述的功率芯片D1為中電55所生產(chǎn)的、型號(hào)為WFB027031-P47的功率芯片；隔離器W1是中電9所生產(chǎn)的型號(hào)為⑶Z9031的隔離器。
【權(quán)利要求】
1.一種S波段500W的激勵(lì)源，其特征在于:包括頻率源模塊(I)、13W功率放大模塊(3)、65W /220W功率放大模塊(4)、第一 350W功率放大模塊(51)、第二 350W功率放大模塊(52)、耦合器(6)、穩(wěn)壓電源(7)、可調(diào)衰減器(8)、功分器(9)和合成器(10);其中，頻率源模塊(I)的輸出端和13W功率放大模塊(3)輸入端相連接，13W功率放大模塊(3)的輸出端和65W/220W功率放大模塊(4)的輸入端相連接，65W/ 220W功率放大模塊(4)的輸出端和功分器(9)的輸入端連接,功分器(9)的第一輸出端與第一 350W功率放大模塊(51)的輸入端相連接，功分器(9)的第二輸出端與第二 350W功率放大模塊(52)的輸入端相連接，第一 350W功率放大模塊(51)的輸出端和第二 350W功率放大模塊(52)的輸出端共同與合成器(10)的輸入端相連接，合成器(10)的輸出端與稱合器(6)的輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種S波段500W的激勵(lì)源，其特征在于:所述頻率源模塊(1)、13W功率放大模塊(3)、65W/220W功率放大模塊(4)、第一 350W功率放大模塊(51)、第二 350W功率放大模塊(52)、耦合器(6)、穩(wěn)壓電源(7)、可調(diào)衰減器(8)、功分器(9)和合成器(10)分別安裝在封閉的金屬小腔體中，安裝在金屬小腔體中的上述模塊再裝配在機(jī)箱中，并通過射頻電纜連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種S波段500W的激勵(lì)源，其特征在于:頻率源模塊(I)的型號(hào)為SC-PLY-2856 ; 13W功率放大模塊(3)的型號(hào)為SC-PA-2856-13 ；65ff/220ff功率放大模塊(4)的型號(hào)為SC-PA-2856-65/220 ;第一 350W功率放大模塊(51)的型號(hào)為SC-PA-2856-350 ;第二 350W功率放大模塊(52)的型號(hào)為SC-PA-2856-350 ;耦合器(6)的型號(hào)為4194-30 ;穩(wěn)壓電源(7)的型號(hào)為CYXA-104.8 ;可調(diào)衰減器(8)的型號(hào)為4814-20 ;功分器(9)的型號(hào)為SC-GFQ-2856 ;合成器(10)的型號(hào)為SC-HCQ-2856。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種S波段500W的激勵(lì)源，其特征在于:13W功率放大模塊(3)內(nèi)含脈沖調(diào)制電路，所述的脈沖調(diào)制電路采用柵極調(diào)制結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種S波段500W的激勵(lì)源，其特征在于:柵極調(diào)制結(jié)構(gòu)的脈沖調(diào)制電路由型號(hào)為LM7810的穩(wěn)壓塊NI，型號(hào)為2CK84D的二極管V4，電阻R1、R2、R3和R4，型號(hào)為BCX41的三極管V1、V2和V3，型號(hào)為IRF4905的場(chǎng)效應(yīng)管V5，以及電容C1、C2和C3構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H03F3/20GK204068874SQ201420467963
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】唐進(jìn), 趙曉虎, 王騰飛, 孫偉, 尚承偉, 李慶 申請(qǐng)人:安徽四創(chuàng)電子股份有限公司