9~10GHz大功率固态放大器组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种9~10GHz大功率固态放大器组件，包括前级放大器、功率分配器、六个末级放大器和电源模块；所述前级放大器的输入端用于连接输入的射频信号，前级放大器的输出端连接功率分配器，所述功率分配器设置有六路输出端，分别与六个末级放大器连接，每个末级放大器设置有六路输出端用于输出射频信号，所述电源模块用于提供工作电压分别输出至前级放大器、功率分配器和末级放大器。本实用新型专利技术固态放大器组件工作脉宽为0.1us～250us、36路输出、单口输出脉冲功率大于100瓦、最大工作比12%，具有良好的线性度。电路板结构布局采用模块化设计，在减小重量和体积的同时，有利于成批生产和随机备份。

9~10GHz high power solid state amplifier module

The utility model discloses a 9~10GHz high power solid state amplifier module, including pre amplifier, power divider, six stage amplifier and power supply module; the preamplifier input for RF signal is connected to the input and output of the preamplifier connected power divider, the power divider is provided with six output at the end of six, are respectively connected with the amplifier, the amplifier of each set of six outputs for the output end of the RF signal, the power supply module is used to provide working voltage are output to the pre amplifier, power splitter and amplifier. The utility model has the advantages of solid state amplifier module working width is 0.1us ~ 250us, 36 output and single output pulse power is greater than 100 watts, maximum ratio 12%, has good linearity. The structural layout of the circuit board adopts modular design, which is beneficial to mass production and random backup while reducing weight and volume.

【技术实现步骤摘要】
9~10GHz大功率固态放大器组件
本技术涉及固态放大器
，具体涉及一种9~10GHz大功率固态放大器组件。
技术介绍
目前，对固态放大器发射机而言，为获得数千瓦甚至几十千瓦的功率输出，通常我们采用功率合成的方法，具体方法有两种：一是采用基于电路或波导的功率合成技术，第二种方法是采用有源阵列天线的方法，就是基于自由空间功率合成技术，通过采用空间功率合成，获得大功率输出。第二种相对于第一种技术由于没有了合成网络的损耗，合成效率较高，是产生大功率电磁波辐射的有效途径，正在被广泛的应用。固态功率放大器组件作为有源阵列天线的重要组成部分，也越来越被重视。长期以来，X波段固态放大器由于国内半导体工艺技术相对落后和国外技术封锁，其发展相对比较滞后。对于要求输出功率几十瓦至百瓦、信号脉宽几百微妙至几毫秒的系统，更是难以实现。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种9~10GHz大功率固态放大器，工作脉宽为0.1us～250us、单口输出脉冲功率大于100瓦、最大工作比12%，良好的线性度，体积小、重量轻。为解决上述技术问题，本技术提供了一种9~10GHz大功率固态放大器组件，其特征是，包括前级放大器、功率分配器、六个末级放大器和电源模块；所述前级放大器的输入端用于连接输入的射频信号，前级放大器的输出端连接功率分配器，所述功率分配器设置有六路输出端，分别与六个末级放大器连接，每个末级放大器设置有六路输出端用于输出射频信号，所述电源模块用于提供工作电压分别输出至前级放大器、功率分配器和末级放大器；所述末级放大器包括放大器单元、分别与放大器单元连接的储能电容组和末级功放馈电单元，所述放大器单元包括X波段30瓦放大器、若干个X波段100瓦放大器、配相二路功分器和配相三路功分器，X波段30瓦放大器的输出端连接第一X波段100瓦放大器，第一X波段100瓦放大器的输出端连接配相二路功分器的输入端，配相二路功分器的两路输出端分别连接第二X波段100瓦放大器，每路第二X波段100瓦放大器的输出端分别连接配相三路功分器的输入端，每个配相三路功分器的三路输出端分别连接第三X波段100瓦放大器，六路第三X波段100瓦放大器的输出端连接有隔离器。进一步的，前级放大器的输出功率大于100瓦，末级放大器的每个输出端口输出功率大于100瓦。进一步的，所述电源模块中包括变换电源单元和时序控制单元，所述变换电源单元的输出端连接前级放大器、功率分配器和末级放大器，用于提供工作正压和负压，所述时序控制单元连接变换电源单元，控制变换电源单元提供正压和负压的时序。进一步的，所述电源模块还包括负压保护电路，负压保护电路包括三极管Q2、场效应管Q1、延时电阻R1、R2、R2和延时电容C1，电源模块的输出端一路通过栅极偏置电路连接氮化镓功率管的栅极VG，另一路通过稳压二极管D1连接三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极串联电阻R1后接地；三极管Q2的集电极串联电阻R3后连接场效应管Q1的栅极，在场效应管Q1的栅极和源极之间并联有电阻R2和电容C1，场效应管Q1的漏极通过漏极偏置电路连接氮化镓功率管的漏极VD。进一步的，所述电源模块还包括温度补偿电路，所述温度补偿电路包括运放器LM158，运放器LM158的正电源端连接连接参考电压Vref，负电源端连接电源模块的输出端，反相输入端接地，正向输入端与输出端之间先并联热敏电阻R3和电阻R2后串联可调电阻Rpot，电阻R2一端串联电阻R1后连接至参考电压Vref，运放器LM158的输出端串联电阻Rg之后连接至氮化镓功率管的栅极VG。进一步的，还包括过流保护电路，所述过流保护电路包括电流检测放大器和电流检测电阻构成监测电流的电路。进一步的，还包括散热系统，所述散热系统包括八个风机和六个冷板散热片。与现有技术相比，本技术所达到的有益效果是：本技术固态放大器组件工作脉宽为0.1us～250us、单口输出脉冲功率大于100瓦、最大工作比12%，具有良好的线性度。电路板结构布局采用模块化设计，在减小重量和体积的同时，有利于成批生产和随机备份；能够适应宽温度范围（-40～+65℃）、强振动等恶劣工作环境下正常工作。在整个电路上设有负压保护电路、温度补偿电路和过流保护电路，提高了可靠性，降低了系统的功耗，提高系统安全性。附图说明图1是大功率固态放大器组件的原理示意图；图2是大功率固态放大器组件电路板的正面；图3是大功率固态放大器组件电路板的背面；图4是末级放大器的原理示意图；图5是欠压保护电路的原理图；图6是温度补偿电路的原理图；图7是过流保护电路的原理图。附图标记：1、散热系统；2、末级放大器；3、功率分配器。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。本技术的一种9~10GHz大功率固态放大器组件，如图1所示，包括前级放大器、功率分配器3、六个末级放大器2和电源模块；前级放大器的输入端用于连接输入的射频信号，前级放大器的输出端连接功率分配器，功率分配器3设置有六路输出端，分别与六个末级放大器2连接，每个末级放大器6设置有六路输出端用于输出射频信号。射频信号从前级放大器的输入端输入，前级放大器输出功率大于100瓦，通过功率分配器3分成六路去驱动六个末级放大器2，六个末级放大器共36路端口输出，每路端口输出峰值功率大于100瓦。末级放大器2的原理图如图4所示，包括放大器单元、分别与放大器单元连接的储能电容组和末级功放馈电单元，所述放大器单元包括X波段30瓦放大器、若干个X波段100瓦放大器、配相二路功分器和两个配相三路功分器，X波段30瓦放大器的输出端连接第一X波段100瓦放大器，第一X波段100瓦放大器的输出端连接配相二路功分器的输入端，配相二路功分器的两路输出端分别连接第二X波段100瓦放大器，每路第二X波段100瓦放大器的输出端分别连接配相三路功分器的输入端，每个配相三路功分器的三路输出端分别连接第三X波段100瓦放大器，六路第三X波段100瓦放大器的输出端连接有隔离器。从功率分配器输出的射频信号从X波段30瓦放大器的输入端输入，再经第一X波段100瓦放大器进行功率放大，通过配相二路功分器分别驱动两路第二X波段100瓦放大器，每路第二X波段100瓦放大器的输出端通过配相三路功分器分别驱动三路第三X波段100瓦放大器，每路第三X波段100瓦放大器的输出端经隔离器后输出射频信号。每个末级放大器2有六路输出端，每路端口输出峰值功率大于100瓦。在末级放大器2的电路板上，储能电容组紧靠X波段100瓦放大器，缩短馈线长度，否则漏极电压波形会出现较大的顶降，在结构布局时分上下两层，即将直流馈电部分放置在电路板的背面，X波段100瓦放大器电路放在电路板正面。电源模块用于提供工作电压分别输出至前级放大器、功率分配器和末级放大器。电源模块中包括变换电源单元和时序控制单元，所述变换电源单元的输出端连接前级放大器、功率分配器和末级放大器，用于提供工作正压和负压，所述时序控制单元连接变换电源单元，控制变换电源单元提供正压和负压的时序，即为各放大器输入负压后在输入正电压的加电顺序。传统的加电时序有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种9~10GHz大功率固态放大器组件，其特征是，包括前级放大器、功率分配器、六个末级放大器和电源模块；所述前级放大器的输入端用于连接输入的射频信号，前级放大器的输出端连接功率分配器，所述功率分配器设置有六路输出端，分别与六个末级放大器连接，每个末级放大器设置有六路输出端用于输出射频信号，所述电源模块用于提供工作电压分别输出至前级放大器、功率分配器和末级放大器；所述末级放大器包括放大器单元、分别与放大器单元连接的储能电容组和末级功放馈电单元，所述放大器单元包括X波段30瓦放大器、若干个X波段100瓦放大器、配相二路功分器和配相三路功分器，X波段30瓦放大器的输出端连接第一X波段100瓦放大器，第一X波段100瓦放大器的输出端连接配相二路功分器的输入端，配相二路功分器的两路输出端分别连接第二X波段100瓦放大器，每路第二X波段100瓦放大器的输出端分别连接配相三路功分器的输入端，每个配相三路功分器的三路输出端分别连接第三X波段100瓦放大器，六路第三X波段100瓦放大器的输出端连接有隔离器。

【技术特征摘要】
1.一种9~10GHz大功率固态放大器组件，其特征是，包括前级放大器、功率分配器、六个末级放大器和电源模块；所述前级放大器的输入端用于连接输入的射频信号，前级放大器的输出端连接功率分配器，所述功率分配器设置有六路输出端，分别与六个末级放大器连接，每个末级放大器设置有六路输出端用于输出射频信号，所述电源模块用于提供工作电压分别输出至前级放大器、功率分配器和末级放大器；所述末级放大器包括放大器单元、分别与放大器单元连接的储能电容组和末级功放馈电单元，所述放大器单元包括X波段30瓦放大器、若干个X波段100瓦放大器、配相二路功分器和配相三路功分器，X波段30瓦放大器的输出端连接第一X波段100瓦放大器，第一X波段100瓦放大器的输出端连接配相二路功分器的输入端，配相二路功分器的两路输出端分别连接第二X波段100瓦放大器，每路第二X波段100瓦放大器的输出端分别连接配相三路功分器的输入端，每个配相三路功分器的三路输出端分别连接第三X波段100瓦放大器，六路第三X波段100瓦放大器的输出端连接有隔离器。2.根据权利要求1所述的9~10GHz大功率固态放大器组件，其特征是，前级放大器的输出功率大于100瓦，末级放大器的每个输出端口输出功率大于100瓦。3.根据权利要求1所述的9~10GHz大功率固态放大器组件，其特征是，所述电源模块中包括变换电源单元和时序控制单元，所述变换电源单元的输出端连接前级放大器、功率分配器和末级放大器，用于提供工作正压和负压，所述时序控制单元连接变...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈金亮，李胜寅，吕刚，
申请(专利权)人：南京长峰航天电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32