一种C波段大功率固态功率放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种C波段大功率固态功率放大器，包括驱动级功放、末级功放、监控单元和电源。末级功放包括1分8分路器、第一至第八热插拔功放和8合1合路器；分路器通过二进制威尔金森功分电路，合路器通过大功率波导魔T实现与热插拔功放的相互隔离；热插拔功放通过控制供电以及检测输出功率、反射功率实现带电热拔插。本发明专利技术通过采用各端口隔离的分/合路器以及模块化的热插拔功放，实现了末级功放的带电热拔插，提高了设备可维修性，增强了系统的稳定性；本发明专利技术采用8路热插拔功放通过并行功率合成实现了连续波1KW功率输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域中的一种C波段大功率固态功率放大器，特别适用于C波段通信系统的发射信道中完成射频信号功率放大的传输装置。
技术介绍
随着散射通信技术的发展，对C频段通信系统的发射功率的要求越来越大。目前在散射通信系统C频段上广泛使用的固态功率放大器多为百瓦量级，且各功放模块以螺钉方式固定于散热片上，其中某个功放出现故障，必须整机断电维修，造成功放的维修与可靠性的降低不能满足散射通信的高可靠性及快速维修的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供高可靠性、维修方便、性能稳定的一种C波段全固态功率放大器。本放大器的功率容量能达到1KW，并且实现故障率较高的大功率功放模块的正常工作时的带电热插拔，解决了C波段散射通信系统中所需要的全固态大功率功率放大器的需求。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种C波段大功率固态功率放大器，包括驱动级功放2、末级功放4、监控单元11和电源12；驱动级功放2接收外部射频信号并进行放大，将放大后的射频信号输出至末级功放4，末级功放4将放大后的射频信号分成N路等幅同相相互隔离的驱动信号，将每路驱动信号分别进行放大得到预设电平的射频功率信号后，将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成输出大功率信号。其中，所述的末级功放4将放大后的射频信号分成N路等幅同相相互隔离的驱动信号中通过二进制威尔金森功分电路实现相互隔离，r>所述的将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成中通过大功率波导魔T实现相互隔离。其中，所述的末级功放4包括1分8分路器3、第一至第八热插拔功放4-1至4-8和8合1合路器5；1分8分路器3将放大后的射频信号分成8路等幅同相相互隔离的驱动信号，将每路驱动信号一一对应输出至第一至第八热插拔功放4-1至4-8；第一至第八热插拔功放4-1至4-8分别将驱动信号进行放大得到预设电平的射频功率信号后输出至8合1合路器5；8合1合路器5将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成输出大功率信号。其中，所述的第一热插拔功放4-1包括开关控制模块402、放大器401和输出功率及反射检测模块403；输出功率及反射检测模块403用于检测放大器401的输出驻波，并将输出驻波反馈到开关控制模块402；开关控制模块402根据输出驻波控制放大器401的供电；放大器401对1分8分路器3输出的驱动信号进行放大后经由输出功率及反射检测模块403输出。其中，第二至第八热插拔功放4-2至4-8与第一热插拔功放4-1的结构相同。其中，所述的C波段大功率固态功率放大器还包括数控衰减器1、功率耦合器6、波导环形器7、功率检测模块8、反射耦合器9和功率负载10；数控衰减器1接收外部射频信号，根据通信需求对射频信号进行电平控制后输出到驱动级功放2；末级功放4将大功率信号输出至功率耦合器6；功率耦合器6对大功率信号进行采样后分别输出至波导环形器7和功率检测模块8；波导环形器7把功率耦合器输入的采样功率信号进行输出，同时把其输出端口的反射信号输入到反射耦合器9；反射耦合器9对反射信号进行采样后分别输出至功率负载10及功率检测模块8；功率检测模块8对收到的采样反射信号进行模数转换后传输给监控单元11。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：(1)内建冗余技术，本固态功率放大器由多个末级并联构成，采用各端口隔离的分路器与合路器，使得各功放模块之间故障相互隔离，从而使得当其中某个末级功放模块出现故障时仅仅有性能上的衰退，而不会出现系统的不工作，从而获得高可靠性。(2)射频模块的热插拔技术，C波段全固态大功率放大器由多个完全一样的，位置可互换的，带电热插拔末级功放组成。每个模块的工作状态可由监控单元给出。当一个末级功放出现故障时，可以不影响系统工作的情况下带电更换。(3)本专利技术每个末级功放功率容量可达到160W，使得整个C波段固态功率放大器连续波输出功率达到1KW。附图说明图1是本专利技术的固态功率放大器结构示意图；图2是本专利技术的热插拔功放结构框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的一种C波段大功率固态功率放大器结构示意图，本专利技术的固态功率放大器，包括数控衰减器1、驱动级功放2、末级功放4、功率耦合器6、波导环形器7、功率检测模块8、反射耦合器9、功率负载10、监控单元11和电源12。数控衰减器1完成输入射频信号的程控电平控制；驱动级功放2提供末级功放所需的驱动射频信号；末级功放4完成射频信号的功率放大；功率耦合器6、波导环形器7、功率检测模块8、反射耦合器9、功率负载10、监控单元11完成放大后的射频功率信号与反射信号的采样、检测，并提供反射保护；电源12，提供系统中其他各个模块所需电源。末级功放4包括1分8分路器3、第一至第八热插拔功放4-1至4-8和8合1合路器5；1分8分路器3用于将放大后的射频信号分成8路等幅同相相互隔离的驱动信号；第一至第八热插拔功放4-1至4-8用于分别将驱动信号进行放大得到预设电平的射频功率信号；8合1合路器5用于将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成输出大功率信号。1分8分路器3与第一至第八热插拔功放4-1至4-8输入端口相连的8个端口通过二进制威尔金森功分电路实现相互隔离，当其中一个或几个热插拔功放断开时，不会影响其他热插拔功放的正常工作。8合1合路器5与第一至第八热插拔功放4-1至4-8输出端口相连的8个端口通过大功率波导魔T实现相互隔离，当其中一个或几个热插拔功放故障时，不会影响其他热插拔功放的正常工作，并且在此状态长时间大功率工作时不会出现故障。如图2所示，热插拔功放包括开关控制模块402、放大器401和输出功率及反射检测模块403；输出功率及反射检测模块403用于检测放大器401的输出驻波，并将输出驻波反馈到开关控制模块402；开关控制模块402根据输出驻波控制放大器401的供电；放大器401对1分8分路器3输出的驱动信号进行放大后经由输出功率及反射检测模块403输出。热插拔功放可以正常工作带电热拔插，具有上电智能控制功能；具有输出功率和反射功率检测功能，并根据这些变量智能判断模块工作状态是否正常，并进行相应操作。反射耦合器9，对反射功率进行实时取样输入到功率检测模块8里，当反射功率超过功率负载10所承本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种C波段大功率固态功率放大器，包括驱动级功放(2)、末级功放(4)、监控单元(11)和电源(12)；其特征在于：驱动级功放(2)接收外部射频信号并进行放大，将放大后的射频信号输出至末级功放(4)，末级功放(4)将放大后的射频信号分成N路等幅同相相互隔离的驱动信号，将每路驱动信号分别进行放大得到预设电平的射频功率信号后，将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成输出大功率信号。

【技术特征摘要】
1.一种C波段大功率固态功率放大器，包括驱动级功放(2)、
末级功放(4)、监控单元(11)和电源(12)；其特征在于：驱动
级功放(2)接收外部射频信号并进行放大，将放大后的射频信号输
出至末级功放(4)，末级功放(4)将放大后的射频信号分成N路等
幅同相相互隔离的驱动信号，将每路驱动信号分别进行放大得到预设
电平的射频功率信号后，将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合
成输出大功率信号。
2.根据权利要求1所述的一种C波段大功率固态功率放大器，其
特征在于：所述的末级功放(4)将放大后的射频信号分成N路等幅
同相相互隔离的驱动信号中通过二进制威尔金森功分电路实现相互
隔离，所述的将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成中通过大
功率波导魔T实现相互隔离。
3.根据权利要求1或2所述的一种C波段大功率固态功率放大
器，其特征在于：所述的末级功放(4)包括1分8分路器(3)、第
一至第八热插拔功放(4-1至4-8)和8合1合路器(5)；1分8分
路器(3)将放大后的射频信号分成8路等幅同相相互隔离的驱动信
号，将每路驱动信号一一对应输出至第一至第八热插拔功放(4-1至
4-8)；第一至第八热插拔功放(4-1至4-8)分别将驱动信号进行放
大得到预设电平的射频功率信号后输出至8合1合路器(5)；8合1
合路器(5)将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成输出大功
率信号。
4.根据权利要求3所述的一种C波段大功率固态功率放大器，其
特征在于：所述的第一热插拔功...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨作成，李楠，张静，朱秀敏，张志忠，杨贺，仝信男，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13