一种可实现功率放大链路故障应急替换功能的电路结构制造技术

本发明专利技术提出了一种可实现功率放大链路故障应急替换功能的电路结构，在系统关键信号主选功率放大器A的应用基础上，通过添加备用功率放大器B，结合输入、输出单刀双掷开关的应用和合理设置控制电路判断逻辑的方式，实现了主选放大器在出现故障时向备用放大器瞬时自动切换并开启工作的应急替换功能，确保系统关键信号功率放大链路的正常工作，维持相控阵雷达状态的稳定。

A Circuit Architecture for Emergency Replacement of Power Amplifier Link Fault

The invention provides a circuit structure that can realize the emergency replacement function of power amplifier link failure. Based on the application of the main selected power amplifier A of the key signal of the system, the main selected power amplifier B is replaced to the standby by adding the standby power amplifier B, combining the application of input and output single-pole double-throw switches and reasonably setting the judgment logic of the control circuit. The instantaneous automatic switching of the device and the emergency replacement function of the operation can ensure the normal operation of the key signal power amplification link of the system and maintain the stability of the phased array radar state.

【技术实现步骤摘要】
一种可实现功率放大链路故障应急替换功能的电路结构
本专利技术可应用于雷达尤其是大型相控阵雷达
，具体是提出了一种实现功率放大链路故障应急替换功能的电路组成形式，通过实际应用，可有效提高大型相控阵雷达系统中关键信号(如系统时钟信号、同步信号、本振信号等)的功率放大链路工作的可靠性和稳定性。
技术介绍
随着雷达技术的快速发展，大型相控阵雷达成为了当下的主流研制趋势。在此种新型雷达体制下，用于目标探测识别的射频、微波信号的发射和接收大多是通过数量庞大的收发组件完成的，系统在设计过程中充分考虑了其出现硬件故障时的容忍性，当一定数量比例范围内的收发组件产生故障时，雷达系统仍能正常工作；但是对于系统中通过单个集中式放大链路实现功率放大的各种关键信号(例如系统时钟信号、同步信号、本振信号)而言，一旦其功率放大链出现硬件故障，就会出现雷达系统关键信号缺失进而导致整机工作瘫痪。因此，面向相控阵雷达系统中的关键部件设置故障应急替换功能就显得尤为必要。
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术提出了一种可实现雷达关键信号放大链路故障应急替换功能的电路组成形式，重点解决在大型相控阵雷达应用中，当个别关键部件硬件出现故障时，系统能够快速实现向备用硬件的自动切换并开启工作的问题。此电路的成功应用，可以有效避免雷达系统关键信号的缺失，确保系统工作不受影响。技术方案本专利技术提出了一种可实现功率放大链路故障应急替换功能的电路结构。在当下流行的相控阵雷达设计中，系统各种关键信号(例如系统时钟信号、同步信号、本振信号等)大多需要通过集中式功率放大链路进行信号放大后再分配至各个收发通道，一旦其功率放大器硬件出现故障将会使得系统关键信号缺失进而导致整机工作瘫痪。本专利技术中，我们在系统关键信号主选功率放大器(摘要附图中信号放大器A)的应用基础上，通过添加备用功率放大器(摘要附图中信号放大器B)，结合输入、输出单刀双掷开关的应用和合理设置控制电路判断逻辑的方式，实现了主选放大器在出现故障时向备用放大器瞬时自动切换并开启工作的应急替换功能，确保系统关键信号功率放大链路的正常工作，维持相控阵雷达状态的稳定。一种可实现功率放大链路故障应急替换功能的电路结构，其特征在于包括两路信号放大器A和B(1)、输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)和逻辑判断控制电路(4)，两路信号放大器A和B(1)完成对系统信号的功率放大，其中A路作为主选放大链路在初始工作状态下默认优先工作；输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)在逻辑判断控制电路(4)的作用下实现A、B两路功率放大器间的瞬时切换；逻辑判断控制电路(4)根据两路信号放大器A和B(1)提供的各种检测信号，控制输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)的指向路径和两路信号放大器A和B(1)的工作状态。一种由权利要求1所述的电路结构实现的功率放大链路故障应急替换方法，其特征在于：输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)初始状态默认接入主选信号放大器A，两路信号放大器A和B(1)提供温度检测信号TEMP_A和TEMP_B至逻辑判断控制电路(4)中的两输入与门器件D1，当两个放大器的工作温度满足系统使用要求时，D1输出逻辑高电平送至与门器件D6，同时充当主选信号放大器A的发射控制信号T_CTRL_A，使信号放大器A处于放大状态，此时通过单刀双掷开关送入的系统信号的功率放大功能将由主选信号放大器A完成；一旦出现信号放大器A输入检测信号Pin_DET_A正常，即输出逻辑高电平、而输出检测信号Pout_DET_A异常，即输出逻辑低电平的情况，则表明主选信号放大器A出现硬件故障，此时逻辑判断控制电路中的两输入或门器件D2将输出逻辑高电平，将D2输出送入非门器件D3后输出变为逻辑低电平，D3输出送入两输入或门D4后，在A路输出检测信号Pout_DET_A为低电平时D4输出将保持逻辑低电平；此输出经非门器件D5取反后输出为逻辑高电平，送入两输入与门D6和D1的输出进行状态“与”的判断，当工作温度符合系统要求时，D6输出为逻辑高电平；此时，备用信号放大器B将在T_CTRL_B的作用下开启并处于放大工作状态，同时，D6输出经保护电阻R1、R2送入晶体管V1后控制V1集电极与发射间导通，进而输入输出单刀双掷开关正端SWITCH_IN+/SWITCH_OUT+与负端SWITCH_IN-/SWITCH_OUT-间形成+28V压差，开关指向由初始状态下指向信号放大器A切换为指向信号放大器B；此时，通过开关送入的系统关键信号将由备用信号放大器B完成功率放大功能，整个电路实现了在主选信号放大器出现硬件故障的情况下，切换启用备用信号放大器的应急替换功能。有益效果本专利技术采用上述技术方案可有效实现相控阵雷达系统关键信号功率放大链路的应急替换功能，确保主选信号放大器出现硬件故障时，备用信号放大器能够快速实现替代功能，避免了雷达使用过程中因个别部件硬件故障导致系统关键信号缺失的问题，确保了系统工作状态的稳定。附图说明图1为本专利技术中实现相控阵雷达关键信号放大链路故障应急替换功能的电路原理图具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：雷达系统中对时钟、同步、本振等关键信号的功率放大一般都是采用集中式功率放大器实现，放大后通过功率分配网络传送至各个收发子阵或收发通道。单一的集中式功率放大链路在使用过程中一旦出现故障，势必会导致系统关键信号缺失引起雷达工作故障。在本专利技术中，我们通过增加一个备用放大器，结合相应的逻辑控制电路提出了一种新的电路组成形式，可以有效规避前述问题。具体的技术方案是：故障应急替换电路由主选、备用两路功率放大器，输入、输出两个单刀双掷开关和外部逻辑控制电路组成，当两路放大器周围环境温度均满足系统使用要求时，功率放大链路初始默认状态为：单刀双掷开关打通至主选放大器，逻辑控制电路控制主选放大器开启正常工作并完成系统关键信号的功率放大功能；当主选放大器因故障导致输出异常时，外部逻辑控制电路通过对主选放大器输入、输出检测信号的逻辑判断，确定调整单刀双掷开关指向备用放大器，同时控制备用放大器开启正常工作并替代主选放大器完成系统关键信号的功率放大。基本工作过程：单刀双掷开关初始状态默认接入主选信号放大器，两路信号放大器提供温度检测信号至逻辑判断控制电路，当工作温度满足系统使用要求时，逻辑控制电路输出控制信号至主选信号放大器使其处于放大状态，此时系统关键信号的放大功能由主选信号放大器完成；一旦主选信号放大器输入检测信号正常，输出检测信号异常，逻辑控制电路将会控制备选信号放大器处于放大状态，同时将输入、输出端单刀双掷开关的指向由主选链路瞬间切换至备用链路(响应时间ms级)，此时系统关键信号的放大功能将由备选放大链路完成。如图1，单刀双掷开关(2)(3)初始状态默认接入主选信号放大器A，两路信号放大器A和B(1)(包括输入/输出功率检测、温度检测、发射控制端)提供温度检测信号TEMP_A和TEMP_B至逻辑判断控制电路(4)中的两输入与门器件D1，当两个放大器的工作温度满足系统使用要求时，D1输出逻辑高电平送至与门器件D6，同时充当主选信号放大器A的发射控制信号T_CTRL_A，使信号放大器A处于放大状态，此时通过单刀双掷开关送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实现功率放大链路故障应急替换功能的电路结构，其特征在于包括两路信号放大器A和B(1)、输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)和逻辑判断控制电路(4)，两路信号放大器A和B(1)完成对系统信号的功率放大，其中A路作为主选放大链路在初始工作状态下默认优先工作；输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)在逻辑判断控制电路(4)的作用下实现A、B两路功率放大器间的瞬时切换；逻辑判断控制电路(4)根据两路信号放大器A和B(1)提供的各种检测信号，控制输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)的指向路径和两路信号放大器A和B(1)的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种可实现功率放大链路故障应急替换功能的电路结构，其特征在于包括两路信号放大器A和B(1)、输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)和逻辑判断控制电路(4)，两路信号放大器A和B(1)完成对系统信号的功率放大，其中A路作为主选放大链路在初始工作状态下默认优先工作；输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)在逻辑判断控制电路(4)的作用下实现A、B两路功率放大器间的瞬时切换；逻辑判断控制电路(4)根据两路信号放大器A和B(1)提供的各种检测信号，控制输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)的指向路径和两路信号放大器A和B(1)的工作状态。2.一种由权利要求1所述的电路结构实现的功率放大链路故障应急替换方法，其特征在于：输入单刀双掷开关(2)、输出单刀双掷开关(3)初始状态默认接入主选信号放大器A，两路信号放大器A和B(1)提供温度检测信号TEMP_A和TEMP_B至逻辑判断控制电路(4)中的两输入与门器件D1，当两个放大器的工作温度满足系统使用要求时，D1输出逻辑高电平送至与门器件D6，同时充当主选信号放大器A的发射控制信号T_CTRL_A，使信号放大器A处于放大状态，此时通过单刀双掷开关送入的系统信号的功率放大功能将由主选信...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海进，雷国忠，康颖，王嘉煜，李磊，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61