一種全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射的制造方法

一種全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)。該發(fā)射機(jī)包括功分器、至少兩個(gè)功放模塊、合成器和控制母板；所述功分器將發(fā)射機(jī)的輸入信號(hào)均分為等幅同相的多路信號(hào)，并將該多路信號(hào)輸入至各功放模塊，每個(gè)功放模塊接收到一個(gè)信號(hào)；所述功放模塊對接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，將放大后的信號(hào)傳輸給合成器；所述合成器對多路放大后的信號(hào)進(jìn)行功率合成，合成后的信號(hào)為發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)；所述控制母板控制各功放模塊工作。本發(fā)明的發(fā)射機(jī)能有效提高功放模塊有故障的情況下的合成效率，同時(shí)具有全固態(tài)、雙路放大合成、結(jié)構(gòu)緊湊、采用高效率的GaN功率放大器、故障自適應(yīng)等特征，滿足設(shè)計(jì)要求。
【專利說明】一種全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雷達(dá)發(fā)射技術(shù)，特別是一種全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]某型號(hào)雷達(dá)發(fā)射機(jī)要求輸出連續(xù)波功率達(dá)到200W以上，而且要同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)體積緊湊、效率高、頻譜純度高、可靠性高、具備各種自適應(yīng)保護(hù)功能等要求。
[0003]目前，某些真空器件單管的輸出功率能滿足要求，但其體積較大，而且可靠性不高，傳統(tǒng)的單管固態(tài)功率放大器輸出的功率太小，不能滿足設(shè)計(jì)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)方案存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)。
[0005]為此，本發(fā)明提供的全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)包括功分器、至少兩個(gè)功放模塊、合成器和控制母板；
[0006]所述功分器將發(fā)射機(jī)的輸入信號(hào)均分為等幅同相的多路信號(hào)，并將該多路信號(hào)輸入至各功放模塊，每個(gè)功放模塊接收到一個(gè)信號(hào)；
[0007]所述功放模塊對接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，將放大后的信號(hào)傳輸給合成器；
[0008]所述合成器對多路放大后的信號(hào)進(jìn)行功率合成，合成后的信號(hào)為發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào);
[0009]所述控制母板控制各功放模塊工作。
[0010]所述功放模塊還對自身的工作情況進(jìn)行檢測，并依據(jù)檢測結(jié)果向所述合成器發(fā)出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；所述合成器根據(jù)接收到的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)對多路放大后的信號(hào)進(jìn)行功率合成或者對多路放大后的信號(hào)中的部分信號(hào)進(jìn)行功率合成，該部分信號(hào)是由未發(fā)生故障的功放模塊輸出。
[0011]所述功放模塊包括信號(hào)放大電路和控制電路，所述信號(hào)放大電路對信號(hào)依次進(jìn)行三級放大，經(jīng)放大后的信號(hào)輸入至合成器；所述控制電路對信號(hào)放大電路的功率、駐波、電壓和電流進(jìn)行檢測并根據(jù)檢測結(jié)果判斷功放模塊工作是否發(fā)生故障，并根據(jù)檢測結(jié)果向合成器發(fā)出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；
[0012]所述合成器包括:
[0013]多個(gè)微波信號(hào)輸入端:用于輸入微波信號(hào)；
[0014]—個(gè)微波信號(hào)輸出端:用于輸出合成后的微波信號(hào)；
[0015]多個(gè)合成支路:多個(gè)合成支路并聯(lián)，每個(gè)合成支路連接一微波信號(hào)輸入端，每個(gè)合成支路上連接至少一個(gè)第一 PIN 二極管，所述第一 PIN 二極管的負(fù)極接地，正極與合成支路連接；
[0016]一個(gè)合成主路:多個(gè)合成支路并聯(lián)后通過該合成主路與微波信號(hào)輸出端連接，合成主路上連接一阻抗匹配電路，所述阻抗匹配電路包括第二 PIN 二極管和微帶線，該第二PIN 二極管的負(fù)極接地，正極通過微帶線與合成主路連接；
[0017]一個(gè)多路驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸入端:用于接收驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)用于控制合成支路的關(guān)斷與開通，所述第一 PIN 二極管的正極連接一驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；所述第二PIN 二極管的正極連接一驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
[0018]所述信號(hào)放大電路包括依次電連接的帶通濾波器、一級放大器、π型衰減網(wǎng)絡(luò)、第二級放大器、隔離器和GaN功放，其中GaN功放與合成器的輸入端連接。
[0019]所述控制電路包括第一 FPGA芯片、電源檢測模塊、駐波功率檢測模塊和溫度傳感器，所述電源檢測模塊、駐波功率檢測模塊和溫度傳感器均與第一 FPGA芯片的輸入端連接,第一 FPGA芯片的輸出端與合成器的多路驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸入端連接。
[0020]所述第一 PIN 二極管的正極與多個(gè)合成支路并聯(lián)T型節(jié)的信號(hào)傳輸距離為四分之一波長；所述微帶線的長度為四分之一波長；所述微帶線與多個(gè)合成支路并聯(lián)T型節(jié)的信號(hào)傳輸距離為四分之一波長。
[0021 ] 所述合成支路上連接一個(gè)第一 PIN 二極管，所述第一 PIN 二極管與合成支路的連接點(diǎn)兩邊連接有隔直電容。
[0022]所述控制母板還可控制發(fā)射機(jī)在緊急情況下強(qiáng)制打開。
[0023]所述控制母板包括第二 FPGA芯片、EMI濾波電路和隔離驅(qū)動(dòng)電路，各功放模塊和隔離驅(qū)動(dòng)電路均與第二 FPGA芯片連接。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0025](I)本發(fā)明的多個(gè)功放模塊完全相同的可以互換的模塊，用來放大由功分器提供的輸入信號(hào)到一定的功率后輸出給合成器，同時(shí)和控制母板進(jìn)行通訊。模塊主要由信號(hào)放大部分和控制部分組成，信號(hào)放大部分采用了 GaN功放，提高了效率；控制部分設(shè)計(jì)了故障檢測和故障定位電路，提高了各模塊的自適應(yīng)能力和快速查找故障的能力。
[0026](2)本發(fā)明發(fā)射機(jī)中合成器用來將多個(gè)功放模塊提供的射頻信號(hào)進(jìn)行功率合成，然后輸出，該合成器具有故障自適應(yīng)功能，如果其中一路輸入信號(hào)發(fā)生故障，則該合成器會(huì)自動(dòng)切換內(nèi)部的微波開關(guān)，使正常的輸入信號(hào)無損耗的全部在合成器的輸出端口輸出，避免了正常信號(hào)傳輸給損壞端口，造成功率浪費(fèi)，提高了合成效率。
[0027](3)本發(fā)明發(fā)射機(jī)中的控制母板用來給多個(gè)功放模塊下達(dá)各種控制指令并提供電源，同時(shí)把各功放模塊上傳的信息進(jìn)行綜合判斷后上傳到系統(tǒng)控制平臺(tái)，緊急情況時(shí)還需要把發(fā)射機(jī)強(qiáng)制打開命令下達(dá)到各功放模塊。
[0028]綜上，本發(fā)明的發(fā)射機(jī)能有效提聞功放|旲塊有故障的情況下的合成效率，同時(shí)具有全固態(tài)、雙路放大合成、結(jié)構(gòu)緊湊、采用高效率的GaN功率放大器、故障自適應(yīng)等特征，滿足設(shè)計(jì)要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)解釋說明。
[0030]圖1為本發(fā)明發(fā)射機(jī)的電路原理參考框圖，該圖中η表示功放模塊的個(gè)數(shù)，其取值為大于等于2的整數(shù)；
[0031 ] 圖2為本發(fā)明功放模塊的電路原理參考框圖；
[0032]圖3為本發(fā)明合成器的工作原理參考框圖；[0033]圖4為本發(fā)明合成器的電路原理參考框圖；其中A點(diǎn)為各合成支路的T型結(jié)，B、
C、D點(diǎn)均為合成支路中的PIN 二極管的陽極，AA點(diǎn)為微帶線與合成主路的連接點(diǎn)；
[0034]圖5為本發(fā)明控制母板的電路原理參考框圖；
[0035]圖6為本發(fā)明功分器的電路原理參考框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]參見圖1，本發(fā)明的全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)，由依次連接的功分器、多個(gè)功放模塊、合成器及控制母板組成，其中，功分器連接有外部激勵(lì)輸入信號(hào)，合成器連接有外部射頻輸出信號(hào)。本發(fā)明的發(fā)射機(jī)中的激勵(lì)信號(hào)輸入功分器后被均分為多路等幅同相的信號(hào)，分別作為各功放模塊的激勵(lì)信號(hào)，功分后的激勵(lì)信號(hào)經(jīng)過相應(yīng)功放模塊內(nèi)的功放鏈路放大到一定功率后傳輸給合成器進(jìn)行功率合成，然后通過合成器輸出口輸出。
[0037]參見圖6，本發(fā)明的功分器用來均分輸入信號(hào)為等幅同相多路信號(hào)，然后分別提供給各功放模塊作為各自的輸入信號(hào)。它主要由威爾金森電路和隔離電阻組成。
[0038]參見圖2，本發(fā)明的功放模塊用來放大功分器提供的輸入的信號(hào)，將信號(hào)放大到要求的功率后輸出給合成器，并同時(shí)和控制母板進(jìn)行通訊。每個(gè)功放模塊由信號(hào)放大電路部分和控制電路部分兩部分組成。其中:
[0039]信號(hào)放大電路部分:采用全固態(tài)設(shè)計(jì)。它由三級放大及無源器件組成，輸入信號(hào)首先經(jīng)過帶通濾波器，該濾波器用于提高發(fā)射機(jī)雜散抑制度和發(fā)射頻譜純度，然后到達(dá)第一級放大器后進(jìn)入壓縮狀態(tài)，這樣，即使輸入信號(hào)的幅度有所變換，其輸出幅度仍保持不變，因?yàn)橐患壏糯笃鳑]有放大帶外噪聲，而后面的η型衰減網(wǎng)絡(luò)對信號(hào)和噪聲一起衰減，所以經(jīng)過η型衰減網(wǎng)絡(luò)后的信號(hào)的信噪比得到了提高，有助于提高頻譜純度；第二級放大器屬于驅(qū)動(dòng)放大器，根據(jù)其穩(wěn)定的輸入信號(hào)，即可得到穩(wěn)定的輸出信號(hào)；在驅(qū)動(dòng)功放和末級功放之間串聯(lián)一個(gè)隔離器，用于避免微波信號(hào)前后串?dāng)_，引起自激振蕩；末級功放采用新型GaN功放，該類功放效率達(dá)到50%-60%，傳統(tǒng)的GaAs功放的效率只有30%_40%，并且GaN功放的輸出功率比GaAs功放的輸出功率要大很多,GaN功放的這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)就保證了該發(fā)射機(jī)的大功率、高效率的特征；被放大后的射頻信號(hào)經(jīng)過環(huán)形器輸出，因?yàn)榇蠊β实膸Ь€定向耦合器難以實(shí)現(xiàn)，故采用環(huán)形器代替定向耦合器來實(shí)現(xiàn)駐波檢測。
[0040]控制電路部分:采用多功能自適應(yīng)設(shè)計(jì)。它由供電電路、檢測電路和控制芯片組成；供電電路中的EMI濾波和電源模塊共同為微波部分提供穩(wěn)定電源；檢測電路包括駐波、功率、溫度、電壓、電流、風(fēng)機(jī)等項(xiàng)目的檢測，駐波檢測通過串聯(lián)在輸出端的環(huán)形器和功率檢測芯片完成，功率檢測則通過在輸出口的微帶縫隙耦合一部分功率使之進(jìn)入功率檢測芯片來實(shí)現(xiàn)，溫度檢測是通過在末級功放附近放置一個(gè)溫度傳感器，該傳感器實(shí)時(shí)向第一 FPGA芯片傳送二進(jìn)制碼溫度值；電壓、電流檢測通過電源檢測電路的相關(guān)比較器來實(shí)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)檢測和電源檢測的原理相同，各個(gè)檢測項(xiàng)目均設(shè)計(jì)了故障定位電路，只要其檢測值超過了預(yù)設(shè)值就報(bào)警、亮紅燈，大大提高了模塊的自適應(yīng)能力和快速查找故障的能力；
[0041]本發(fā)明功放模塊中的控制芯片可選用主要由FPGA芯片(為區(qū)分與控制母板中的芯片，功放模塊中的控制芯片為表述為第一 FPGA芯片)來完成，它負(fù)責(zé)搜集各檢測電路的信息，若出現(xiàn)故障信號(hào)，第一 FPGA芯片立即向電源模塊發(fā)出關(guān)斷電源的指令，并向合成器發(fā)出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，如當(dāng)工作正常時(shí)，所述控制電路向合成器發(fā)出高電平，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，所述控制電路向合成器發(fā)出低電平，使合成器內(nèi)部的合成支路做出相應(yīng)的動(dòng)作。
[0042]本發(fā)明的合成器用來將多個(gè)功放模塊提供的射頻信號(hào)進(jìn)行功率合成，然后輸出。
[0043]參見圖3和圖4，本發(fā)明的合成器包括多個(gè)合成支路、合成主路和阻抗匹配電路；其中，每個(gè)合成支路和阻抗匹配電路均連接有功放模塊控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，各合成支路的輸出端連接阻抗匹配電路。
[0044]本發(fā)明的合成器在功放模塊控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的作用下，通過改變合成支路的通、斷狀態(tài)，來達(dá)到提高合成效率的目的，功放模塊控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)為合成支路和阻抗匹配電路提供所需正、負(fù)電壓，由微波電路的通、斷變化引起的阻抗失配可以通過阻抗匹配電路來補(bǔ)償。
[0045]本發(fā)明所述的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)可以是由功放模塊中的控制電路控制并發(fā)出的高、低電平，發(fā)射機(jī)工作正常時(shí)向合成器發(fā)出高電平，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)向合成器發(fā)出低電平。其中所述的高電平是指本領(lǐng)域公認(rèn)的高電平，一般指3-5伏。本發(fā)明所述的低電平是本領(lǐng)域公認(rèn)的低電平，一般指0.8伏以下。
[0046]參考圖3，本發(fā)明的合成支路的功能除了輸入微波信號(hào)外，還包括微波控制作用，各合成支路上連接的PIN 二極管可根根據(jù)功放模塊控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)提供的正負(fù)電壓，來關(guān)斷和導(dǎo)通從合成器輸入端到輸出端之間的通道，從而提高合成效率。參考圖4，各合成支路上連接有隔直電容和第一 PIN 二極管組成，其中，第一 PIN 二極管的負(fù)極接地，正極通過跳線與合成支路的傳輸線相連接，且各PIN 二極管的正極連接有驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。對于隔離度要求高的情況，每個(gè)合成支路連接有多個(gè)PIN 二極管，且多個(gè)第一 PIN 二極管并聯(lián)。
[0047]本發(fā)明的阻抗匹配電路根據(jù)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)完成微波功率合成，其用來對在功放模塊工作正常功率合成與部分功放模塊出現(xiàn)故障功率合成時(shí)所產(chǎn)生的阻抗不連續(xù)性進(jìn)行補(bǔ)償，以達(dá)到最佳匹配狀態(tài)。參考圖4，它主要由微帶線、隔直電容和第二 PIN 二極管構(gòu)成。其中，第二 PIN 二極管的負(fù)極接地，正極通過跳線與微帶線相連接，阻抗匹配電路中驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的接入點(diǎn)為第二 PIN 二極管的正極。在實(shí)際焊接電路時(shí)，此處驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的接入線位于第二 PIN 二極管正極與微帶線之間，且接入點(diǎn)越靠近二極管的正極，電路工作的準(zhǔn)確度越高。
[0048]結(jié)合圖4所示對本發(fā)明的合成器工作原理進(jìn)行解釋說明。對于由隔直電容C1+C1^2> C2_1、C2_2和PIN 二極管Dp D2以及阻抗匹配電路組成的合成器，其中:PIN 二極管D1' D2的負(fù)極接地，PIN 二極管D1的正極通過跳線連接到Cm和Cm之間的傳輸線上；PIN 二極管D2的正極通過跳線連接到Cp1和C2_2之間的傳輸線上，Cm、CV2Xmk用來通過射頻信號(hào)、隔離直流信號(hào)，DpD2通過加正電壓和負(fù)電壓控制微波傳輸；
[0049]阻抗匹配電路由隔直電容Ctl和PIN 二極管Dtl組成，其中，PIN 二極管Dtl的負(fù)極接地，PIN 二極管Dtl的正極通過跳線和微帶線連接到Ctl和A點(diǎn)之間的傳輸線上；PIN 二極管D0用來配合Dp D2做阻抗變換，C0用來通過射頻信號(hào)、隔離直流信號(hào)。
[0050]其工作過程分為以下兩種情況:
[0051]第一種，功放模塊I和功放模塊2工作正常，當(dāng)功放模塊控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)在D1^ D2的正極均加負(fù)電壓時(shí)，D1和D2分別等效為一個(gè)連接到地的容值很小的電容Ct串聯(lián)一個(gè)寄生電感Ls，由于B點(diǎn)和C點(diǎn)到A點(diǎn)的傳輸線長均為四分之一波長，該兩控制支路在A點(diǎn)的等效阻抗非常小，近似于短路，不影響支路的微波傳輸，也即支路I和支路2均處于導(dǎo)通狀態(tài)，功放模塊I和功放模塊2的輸出信號(hào)在合成器的輸出端進(jìn)行功率合成；
[0052]第二種，功放模塊I出現(xiàn)故障，當(dāng)功放模塊控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)在D1的正極加正電壓，在D2的正極加負(fù)電壓時(shí)，D1等效為一個(gè)連接到地的阻值很小的電阻Rs串聯(lián)一個(gè)寄生電感Ls，D2等效為一個(gè)連接到地的容值很小的電容Ct串聯(lián)一個(gè)寄生電感Ls，根據(jù)傳輸線理論，此時(shí)合成支路I在A點(diǎn)的等效阻抗為非常大，近似為射頻開路，合成支路2在A點(diǎn)的等效阻抗非常小，近似為射頻短路，所以合成支路2的信號(hào)會(huì)完全到達(dá)合成器的輸出端口，而不會(huì)傳輸?shù)胶铣芍稩，從而提高了合成效率。
[0053]阻抗匹配電路的工作過程分為以下兩種情況:
[0054]第一種，功放模塊I和功放模塊2工作正常，當(dāng)功放模塊控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)為Dtl提供正電壓，Dtl等效為一個(gè)連接到地的阻值很小的電阻Rs串聯(lián)一個(gè)寄生電感Ls，因Dtl到AA點(diǎn)的長度為四分之一波長，此時(shí)，阻抗匹配電路等效到AA點(diǎn)的阻抗非常大，近似為射頻開路，也就是說，此時(shí)的阻抗匹配電路不起作用；
[0055]第二種，功放模塊I出現(xiàn)故障，當(dāng)功放模塊控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)為Dtl提供負(fù)電壓時(shí)，Dtl等效為一個(gè)連接到地的容值很小的電容Ct串聯(lián)一個(gè)寄生電感Lsdtl阻抗匹配電路等效到AA點(diǎn)的阻抗為一個(gè)感抗，剛好補(bǔ)償支路I關(guān)斷、支路2導(dǎo)通引起的阻抗失配現(xiàn)象，從而使合成器輸出端口阻抗達(dá)到匹配狀態(tài)。
[0056]參見圖1和5，為了實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)控制平臺(tái)傳輸信號(hào)，更好的控制多個(gè)功放模塊工作，本發(fā)明的發(fā)射機(jī)還包括一控制母板，控制母板連接有外部功放模塊強(qiáng)制開關(guān)和系統(tǒng)電源及控制信號(hào)?？刂颇赴逵脕斫o各功放模塊下達(dá)開啟、關(guān)斷各種控制指令并提供電源，同時(shí)把各功放模塊中控制電路綜合判斷后通過隔離驅(qū)動(dòng)電路向控制母板上傳的信息進(jìn)行綜合判斷后上傳到系統(tǒng)控制平臺(tái)，緊急情況時(shí)還可以把功放模塊強(qiáng)制打開命令下達(dá)到各功放模塊，使該功放模塊在出現(xiàn)輕微故障的同時(shí)，仍然輸出功率，以滿足戰(zhàn)時(shí)需要。它主要由FPGA, EMI濾波、隔離驅(qū)動(dòng)等電路組成。
[0057]實(shí)施例:
[0058]參考圖1至圖6，該實(shí)施例的雷達(dá)發(fā)射機(jī)由依次連接的功分器、功放模塊1、功放模塊2、合成器及控制母板組成，其中，功分器連接有外部激勵(lì)輸入信號(hào)，控制母板連接有外部功放模塊強(qiáng)制開關(guān)和系統(tǒng)電源及控制信號(hào)，合成器連接有外部射頻輸出信號(hào)。
[0059]該實(shí)施例的功分器主要由威爾金森電路和隔離電阻組成。參考圖6，阻值為100歐姆的隔離電阻焊接在威爾金森的兩個(gè)橋臂之間，焊接點(diǎn)B和C到A點(diǎn)的長度均為四分之一波長。
[0060]功分器、功放模塊1、功放模塊2、合成器及控制母板之間的連接關(guān)系如下:功分器的兩個(gè)輸出端分別連接功放模塊I和功放模塊2的兩個(gè)射頻輸入端，放模塊I和功放模塊2的兩個(gè)射頻輸出端分別連接合成器的兩個(gè)射頻輸入端，功放模塊I和功放模塊2的兩個(gè)低頻輸入端連接控制母板輸出端，同時(shí)功放模塊I和功放模塊2的故障信號(hào)連接到合成器低頻輸入端，其中，功分器輸入端連接有外部激勵(lì)輸入信號(hào)，控制母板連接有外部功放模塊強(qiáng)制開關(guān)信號(hào)和系統(tǒng)電源及控制信號(hào)。
[0061]工作時(shí)，外部激勵(lì)信號(hào)輸入功分器后被均分為兩路等幅同相的信號(hào)，分別作為兩個(gè)功放模塊的激勵(lì)信號(hào)，功分后的激勵(lì)信號(hào)經(jīng)過功放模塊內(nèi)的功放鏈路放大到一定功率后傳輸給具有故障自適應(yīng)功能的合成器進(jìn)行功率合成輸出。合成器具有故障自適應(yīng)功能，如果功放模塊I發(fā)生故障，則合成支路I根據(jù)功放模塊I上傳的故障信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，使合成支路I在A點(diǎn)的等效阻抗為無窮大，近似于開路，則功放模塊2的信號(hào)在到達(dá)A點(diǎn)后就不會(huì)往合成支路I處分配功率，而是全部傳輸?shù)胶铣善鬏敵隹?，避免造成功率浪費(fèi)，提高了合成效率。
【權(quán)利要求】
1.一種全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)，其特征在于，該雷達(dá)發(fā)射機(jī)包括功分器、至少兩個(gè)功放模塊、合成器和控制母板； 所述功分器將發(fā)射機(jī)的輸入信號(hào)均分為等幅同相的多路信號(hào)，并將該多路信號(hào)輸入至各功放模塊，每個(gè)功放模塊接收到一個(gè)信號(hào)； 所述功放模塊對接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，將放大后的信號(hào)傳輸給合成器； 所述合成器對多路放大后的信號(hào)進(jìn)行功率合成，合成后的信號(hào)為發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)； 所述控制母板控制各功放模塊工作。
2.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述功放模塊還對自身的工作情況進(jìn)行檢測，并依據(jù)檢測結(jié)果向所述合成器發(fā)出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；所述合成器根據(jù)接收到的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)對多路放大后的信號(hào)進(jìn)行功率合成或者對多路放大后的信號(hào)中的部分信號(hào)進(jìn)行功率合成，該部分信號(hào)是由未發(fā)生故障的功放模塊輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述功放模塊包括信號(hào)放大電路和控制電路，所述信號(hào)放大電路對信號(hào)依次進(jìn)行三級放大，經(jīng)放大后的信號(hào)輸入至合成器；所述控制電路對信號(hào)放大電路的功率、駐波、電壓和電流進(jìn)行檢測并根據(jù)檢測結(jié)果判斷功放模塊工作是否發(fā)生故障，并根據(jù)檢測結(jié)果向合成器發(fā)出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào); 所述合成器包括: 多個(gè)微波信號(hào)輸入端:用于輸入微波信號(hào)； 一個(gè)微波信號(hào)輸出端:用于輸出合成后的微波信號(hào)； 多個(gè)合成支路:多個(gè)合成支路并聯(lián)，每個(gè)合成支路連接一微波信號(hào)輸入端，每個(gè)合成支路上連接至少一個(gè)第一 PIN 二極管，所述第一 PIN 二極管的負(fù)極接地，正極與合成支路連接; 一個(gè)合成主路:多個(gè)合成支路并聯(lián)后通過該合成主路與微波信號(hào)輸出端連接，合成主路上連接一阻抗匹配電路，所述阻抗匹配電路包括第二 PIN 二極管和微帶線，該第二 PIN 二極管的負(fù)極接地，正極通過微帶線與合成主路連接； 一個(gè)多路驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸入端:用于接收驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)用于控制合成支路的關(guān)斷與開通，所述第一PIN二極管的正極連接一驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；所述第二PIN二極管的正極連接一驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述信號(hào)放大電路包括依次電連接的帶通濾波器、一級放大器、η型衰減網(wǎng)絡(luò)、第二級放大器、隔離器和GaN功放，其中GaN功放與合成器的輸入端連接。
5.如權(quán)利要求3或4所述的全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述控制電路包括第一 FPGA芯片、電源檢測模塊、駐波功率檢測模塊和溫度傳感器，所述電源檢測模塊、駐波功率檢測模塊和溫度傳感器均與第一 FPGA芯片的輸入端連接，第一 FPGA芯片的輸出端與合成器的多路驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸入端連接。
6.如權(quán)利要求3所述的全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述第一PIN 二極管的正極與多個(gè)合成支路并聯(lián)T型節(jié)的信號(hào)傳輸距離為四分之一波長；所述微帶線的長度為四分之一波長；所述微帶線與多個(gè)合成支路并聯(lián)T型節(jié)的信號(hào)傳輸距離為四分之一波長。
7.如權(quán)利要求3所述的全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述合成支路上連接一個(gè)第一 PIN 二極管，所述第一 PIN 二極管與合成支路的連接點(diǎn)兩邊連接有隔直電容。
8.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述控制母板還可控制發(fā)射機(jī)在緊急情況下強(qiáng)制打開。
9.如權(quán)利要求1或8所述的全固態(tài)多路合成微波功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述控制母板包括第二 FPGA芯片、EMI濾波電路和隔離驅(qū)動(dòng)電路，各功放模塊和隔離驅(qū)動(dòng)電路均與第二 FPGA芯片連 接。
【文檔編號(hào)】G01S7/282GK103675764SQ201310603163
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】王小偉 申請人:西安天和防務(wù)技術(shù)股份有限公司