一种甚低频液冷固态发射机制造技术

本发明专利技术公开了一种甚低频液冷固态发射机，包括信号处理系统，信号处理系统输出端串接有功率放大系统，功率放大系统连接有匹配滤波系统，匹配滤波系统连接调谐系统，调谐系统用于信号的调谐处理，并将信号输送至外部发射天线；匹配滤波系统连接有用于调试、检测的假负载；该发射机还包括电源系统、冷却系统、监控管理系统。本发明专利技术功率开关器件可以减少损耗，功率合成变压器使用超微晶可增强整机抗雷电、短路、过载等瞬间冲击能力，功率合成方式谐波分量小，对滤波电路压力小，整机谐波指标≤‑60dB，发射机功率放大器、高压电源冷却采用液冷方式，整机噪声减小，提高设备可靠性，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发射机，尤其涉及一种甚低频液冷固态发射机。
技术介绍
发射机是甚低频发信的核心设备，其性能的好坏直接决定了整个通信系统的通信能力。目前甚低频发射机发展经历了四个时代：第一代是火花发射机；第二代是亚历山德逊交流发射机；第三代是大功率电子管发射机；第四代是全固态发射机。第一、二代发射机均为第二次世界大战前的设备，现在已经不再使用。第三代电子管发射机的优点是单机功率大，缺点是效率不高，一般在大功率台站普遍使用。近年来，电子管发射机技术也在更新，一是真空电子管技术发展迅速，使阴极和连栅损耗降低；二是发射机电路形式的改进，采用D类、E类高效开关放大器提高了整机效率。这使得电子管发射机仍具有很强的生命力，并将得到更大的发展。第四代全固态发射机是所有类型发射机中效率最高的，代表着未来技术的发展方向，其优点如下：1.备班时间短：全固态甚低频发射机没有灯丝，不需预热，可即开即用，非常适宜战时需要。2.效率高：全固态甚低频发射机的开关放大器是所有放大器中效率最高的，可压缩运行和维护的费用。3.操作简单：全固态甚低频发射机的功率放大器是宽带放大，不需调谐。整机可调元件亦比其它类型的发射机少。4.结构标准化、系列化、可维性强：同类模块的电路、结构易于标准化，可替代使用。5.可靠性：发射机中部分功放模件出现故障时，整机可降低功率继续工作。机器寿命长，半导体器件理论上寿命无限，实际上比真空器件长得多。所以，世界各大国均在努力地发展全固态甚低频发射机。现有甚低频固态发射机技术还有如下不足：1.功率放大器采用D类“H”桥式电路，栅极驱动信号为双极性硬开关控制方式，功率开关器件在开关瞬间承受大的电流应力和电压应力，其开通和关断过程损耗较大，高频时尤为显著。功率开关器件采用MOSFET或IGBT，MOSFET通态电阻较大，通态损耗较大，IGBT存在拖尾电流，频率特性差，开关损耗大。现有功率放大器效率≥92％。2.功率输出变压器磁芯采用锰鋅铁氧体，该材料虽然高频损耗较低，但因其饱和磁感应值(Bs)较低，大功率条件下会使磁环的体积和重量比较大，成品率低。此外，铁氧体的居里温度较低，热稳定性差。3.功率合成方式为将若干个功率放大器输出进行同相位幅度叠加，合成后输出波形为方波，谐波分量大，对滤波电路压力大，整机谐波指标≤-45dB。4.发射机功率放大器、高压电源冷却采用强迫风冷方式，噪音大。5.高压电源为集中调压器整流形式，该种电源简单成熟，但效率较低，体积大，控制不方便，负载和电源调整率差，电压调整时间长，一旦出现故障就导致整机无功率输出，可靠性低。6.发射机调谐方式为手动、电动、预置三种，不能自动判断并实时跟踪负载状态变化，需通过人工进行判断、调整。
技术实现思路
本专利技术的目的解决现有技术问题，提供一种甚低频液冷固态发射机。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案是：一种甚低频液冷固态发射机，包括用于接收信息数据并将信息数据调制生成模拟射频激励信号的信号处理系统，信号处理系统输出端串接有功率放大系统，功率放大系统连接有用于对功率放大系统的输出信号进行匹配、滤波的匹配滤波系统，匹配滤波系统连接调谐系统，调谐系统用于信号的调谐处理，并将信号输送至外部发射天线；所述匹配滤波系统连接有用于调试、检测的假负载；该发射机还包括电源系统，电源系统为高压直流电源，分别与所述信号处理系统、功率放大系统、匹配滤波系统、调谐系统连接，用于提供电能；包括冷却系统，冷却系统采用双循环方式，用于电源系统、功率放大系统的冷却降温，包括一次冷却循环回路、二次冷却循环回路，所述一次冷却循环回路、二次冷却循环回路同时流经用于传递热量的热交换器，所述一次冷却循环回路流经电源系统和功率放大系统进行冷却作业，一次冷却循环回路中的高温水将热量通过热交换器传递至二次冷却循环回路中的低温水，二次冷却循环回路流经至少1台冷却机进行降温；包括监控管理系统，监控管理系统用于对发射机的控制与保护，对状态进行实时采样，通过显示设备进行展示；所述功率放大系统包括数字阶梯波发生器，数字阶梯波发生器将模拟射频激励信号转化成按一定时序排列的开关信号，数字阶梯波发生器输出端设有至少1个数字分配器，数字分配器分别连接有若干个功率放大器，功率放大器分别连接有功率合成变压器，功率合成变压器次级互相串联，且连接与所述匹配滤波系统，所述功率合成变压器的磁芯采用超微晶材料；所述匹配滤波系统包括匹配电路，匹配电路输入端与所述功率放大系统相连，匹配电路输出端连接有滤波回路，滤波回路输出端设有单刀双掷开关，单刀双掷开关一支路连接调谐系统，另一支路连接假负载；所述调谐系统包括中间槽路，中间槽路输入端与所述匹配滤波系统连接，中间槽路输出端连接有天线耦合单元，天线耦合单元连接有天线调谐亭。作为本专利技术的一种改进，所述功率放大器采用D类放大器，电路方式采用移相全桥控制，包括四支功率开关管，每支功率开关管不同时开通或关断，开通或关断时间受控。作为本专利技术的另一种改进，所述冷却系统的一次冷却循环回路中设有多个水冷单元，水冷单元设置在所述电源系统和所述功率放大系统中。进一步，所述电源系统包括至少1个开关柜，开关柜输入端连接外部的高压电源，开关柜输出端连接有电力变压器，电力变压器连接有至少1个高频开关电源，多个高频开关电源构成组合电源，组合电源设有电源控制柜，高频开关电源分别与所述信号处理系统、功率放大系统、匹配滤波系统、调谐系统连接，提供电能。本专利技术的有益效果是：1.功率放大器采用D类“H”桥式电路，栅极驱动信号采用移相全桥控制，使功率开关管接近零电压、零点流开关，减小了损耗及功率开关管承受的尖峰电压、电流。功率开关器件，通态电阻及开关特性更佳，驱动功率更小，功率开关器件可以减少70％损耗，新型功率放大器效率≥97％；2.功率合成变压器使用超微晶可以增强整机抗雷电、短路、过载等瞬间冲击能力。3.功率合成方式谐波分量小，对滤波电路压力小，整机谐波指标≤-60dB。4.发射机功率放大器、高压电源冷却采用液冷方式，将整机噪声减小10dB，同时液冷可以保证固态器件管芯温度较强迫风冷低20℃，且温度波动范围小，相对稳定，从而可提高设备可靠性，延长固态器件使用寿命。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术功率放大系统结构示意图；图3为本专利技术冷却系统结构示意图；图4为本专利技术电源系统结构示意图；表1为超微晶与锰锌铁氧体参数对比。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1所示，一种甚低频液冷固态发射机，包括用于接收信息数据并将信息数据调制生成模拟射频激励信号的信号处理系统1，信号处理系统1输出端串接有功率放大系统2，功率放大系统2连接有用于对功率放大系统2的输出信号进行匹配、滤波的匹配滤波系统3，匹配滤波系统3连接调谐系统4，调谐系统4用于信号的调谐处理，并将信号输送至外部发射天线(图中未示出)；所述匹配滤波系统3连接有用于调试、检测的假负载5；该发射机还包括电源系统6，电源系统6为高压直流电源，分别与所述信号处理系统1、功率放大系统2、匹配滤波系统3、调谐系统4连接，用于提供电能；发射机还包括冷却系统7，如图2所示，冷却系统7采用双循环方式，用于电源系统6、功率放大系统2的冷却降温，包括一次冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甚低频液冷固态发射机，其特征在于，包括用于接收信息数据并将信息数据调制生成模拟射频激励信号的信号处理系统，信号处理系统输出端串接有功率放大系统，功率放大系统连接有用于对功率放大系统的输出信号进行匹配、滤波的匹配滤波系统，匹配滤波系统连接调谐系统，调谐系统用于信号的调谐处理，并将信号输送至外部发射天线；所述匹配滤波系统连接有用于调试、检测的假负载；该发射机还包括电源系统，电源系统为高压直流电源，分别与所述信号处理系统、功率放大系统、匹配滤波系统、调谐系统连接，用于提供电能；包括冷却系统，冷却系统采用双循环方式，用于电源系统、功率放大系统的冷却降温，包括一次冷却循环回路、二次冷却循环回路，所述一次冷却循环回路、二次冷却循环回路同时流经用于传递热量的热交换器，所述一次冷却循环回路流经电源系统和功率放大系统进行冷却作业，一次冷却循环回路中的高温水将热量通过热交换器传递至二次冷却循环回路中的低温水，二次冷却循环回路流经至少1台冷却机进行降温；包括监控管理系统，监控管理系统用于对发射机的控制与保护，对状态进行实时采样，通过显示设备进行展示；所述功率放大系统包括数字阶梯波发生器，数字阶梯波发生器将模拟射频激励信号转化成按一定时序排列的开关信号，数字阶梯波发生器输出端设有至少1个数字分配器，数字分配器分别连接有若干个功率放大器，功率放大器分别连接有功率合成变压器，功率合成变压器次级互相串联，且连接与所述匹配滤波系统，所述功率合成变压器的磁芯采用超微晶材料；所述匹配滤波系统包括匹配电路，匹配电路输入端与所述功率放大系统相连，匹配电路输出端连接有滤波回路，滤波回路输出端设有单刀双掷开关，单刀双掷开关一支路连接调谐系统，另一支路连接假负载；所述调谐系统包括中间槽路，中间槽路输入端与所述匹配滤波系统连接，中间槽路输出端连接有天线耦合单元，天线耦合单元连接有天线调谐亭。...

【技术特征摘要】
1.一种甚低频液冷固态发射机，其特征在于，包括用于接收信息数据并将信息数据调制生成模拟射频激励信号的信号处理系统，信号处理系统输出端串接有功率放大系统，功率放大系统连接有用于对功率放大系统的输出信号进行匹配、滤波的匹配滤波系统，匹配滤波系统连接调谐系统，调谐系统用于信号的调谐处理，并将信号输送至外部发射天线；所述匹配滤波系统连接有用于调试、检测的假负载；该发射机还包括电源系统，电源系统为高压直流电源，分别与所述信号处理系统、功率放大系统、匹配滤波系统、调谐系统连接，用于提供电能；包括冷却系统，冷却系统采用双循环方式，用于电源系统、功率放大系统的冷却降温，包括一次冷却循环回路、二次冷却循环回路，所述一次冷却循环回路、二次冷却循环回路同时流经用于传递热量的热交换器，所述一次冷却循环回路流经电源系统和功率放大系统进行冷却作业，一次冷却循环回路中的高温水将热量通过热交换器传递至二次冷却循环回路中的低温水，二次冷却循环回路流经至少1台冷却机进行降温；包括监控管理系统，监控管理系统用于对发射机的控制与保护，对状态进行实时采样，通过显示设备进行展示；所述功率放大系统包括数字阶梯波发生器，数字阶梯波发生器将模拟射频激励信号转化成按一定时序排列的开关信号，数字阶梯波发生器输出端设有至少1个数字分配器，数字分配器分别连接有若干个...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭啸，张红艳，杨化路，张伟，
申请(专利权)人：北京北广科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11