一种固态微波发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种固态微波发生装置，包括功率放大管、漏极供电调节电路、反馈电路和控制单元；所述控制单元，与所述漏极供电调节电路连接，用于发送漏极供电调节信号至所述漏极供电调节电路；所述漏极供电调节电路，与所述功率放大管的漏极连接，用于接收所述控制单元发送的漏极供电调节信号，在所述漏极供电调节信号的控制下调节所述功率放大管的漏极供电；所述功率放大管的漏极通过所述反馈电路连接所述功率放大管的栅极；所述功率放大管的漏极，用于输出微波信号。本发明专利技术的装置利用反馈电路和1级功率放大管即可产生中、大功率的微波信号，且可对功率进行调节，装置体面积都较小，大大降低了成本。

A solid state microwave generator

【技术实现步骤摘要】
一种固态微波发生装置
本专利技术涉及微波发生
，更具体地，涉及一种固态微波发生装置。
技术介绍
微波不仅可以用来传输信息，还可以作为一种能量，应用在加热、干燥、杀菌消毒、半导体制造等领域。中、大功率微波的产生一般采用磁控管来产生。磁控管实质上是一个置于恒定磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。磁控管需要上千伏的高电压才能工作，这带来安全隐患，同时也使微波产生装置体积庞大。磁控管的机理决定了微波信号功率大小不可连续调整。为解决上述磁控管微波发生装置的缺陷，近年来有学者在研究使用固态器件产生中、大功率微波，基本是引用无线通信中的射频放大管架构，为了能够产生中、大功率微波信号，该架构一般需要3～4级或以上功率放大管级联，其具体的常用架构如图1所示，微波发生电路与多级功率放大管连接，具体地，微波发生电路依次与两个A类放大管、一个AB类放大管、C类放大管连接，两个A类放大管之间连接有调幅器，AB类放大管与C类放大管之间连接有单向导电器件，将频率调节信号输入微波发生电路中调节输出微波信号的频率，将功率调节信号输入调幅器中调节输出微波信号的功率。采用这种架构，会导致系统的成本高昂、体(面)积很大，这制约了固态微波发生装置在微波能源产业的规模应用。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种固态微波发生装置，可产生功率、频率可调的中、大功率微波，且装置体积较小。本专利技术采取的技术方案是，一种固态微波发生装置，包括功率放大管、漏极供电调节电路、反馈电路和控制单元；所述控制单元，与所述漏极供电调节电路连接，用于发送漏极供电调节信号至所述漏极供电调节电路；所述漏极供电调节电路，与所述功率放大管的漏极连接，用于接收所述控制单元发送的漏极供电调节信号，在所述漏极供电调节信号的控制下调节所述功率放大管的漏极供电；所述功率放大管的漏极通过所述反馈电路连接所述功率放大管的栅极；所述功率放大管的漏极，用于输出微波信号。本专利技术提供的固态微波发生装置通过反馈电路把功率放大管设计成压控振荡器，功率放大管的漏极通过反馈电路与功率放大管的栅极相连接，从而形成一个压控振荡器；该振荡器的输出信号频率由功率放大管的栅极电压大小决定，输出的最大功率由最大漏极工作电压下功率放大管的饱和功率决定，因此，当系统需要调整振荡器输出信号的功率时，通过控制单元向其相连接的漏极供电调节电路发送漏极供电调节信号进行调节，漏极供电调节电路用于接收该信号并根据该信号调节功率放大管的漏极供电大小以调节输出功率，根据P＝U2/2R可知：当电压降低时，功率会随着电压指数降低。因此当系统需要功率调整时，控制单元输出漏极供电调节信号至漏极供电调节电路，该电路的输出电压随着变化，从而功率放大管组成的振荡器输出功率随着变化；该振荡器的输出信号从功率放大管的漏极输出。本专利技术的固态微波发生装置利用反馈电路和1级功率放大管组成的压控振荡器，即可产生中、大功率的微波信号，且通过漏极供电调节电路和控制单元可对微波信号的功率进行调节，装置体积和面积都较小，大大降低了成本。进一步，还包括栅极供电调节电路；所述控制单元，还与所述栅极供电调节电路连接，用于发送第一栅极供电调节信号至所述栅极供电调节电路；所述栅极供电调节电路，与所述功率放大管的栅极连接，用于接收所述控制单元发送的第一栅极供电调节信号，在所述第一栅极供电调节信号的控制下调节所述功率放大管的栅极供电。当系统需要调整振荡器输出信号的频率时，控制单元向其相连接栅极供电调节电路发送第一栅极供电调节信号，栅极供电调节电路接收该信号后根据该信号调节栅极电压大小以调节振荡器输出信号的频率；在本专利技术提供的所述装置中，无论是振荡器输出信号的功率的调节，还是频率的调节，都统一由控制单元发出第一栅极供电调节信号和漏极供电调节信号到不同的元件监控和管理，有利于所述装置更精准地对输出信号的功率和频率进行调整。进一步，还包括栅极偏置电路、微波源和鉴相器；所述控制单元，还与所述微波源连接，用于发送微波源调节信号至所述微波源；所述微波源，与所述鉴相器连接，用于接收所述控制单元发送的微波源调节信号，在所述微波源调节信号的控制下输出微波调频信号；所述鉴相器，还与所述栅极偏置电路、所述功率放大管的漏极连接，用于接收所述微波源输出的微波调频信号和所述功率放大管的漏极输出的部分所述微波信号，根据所述微波调频信号和部分所述微波信号输出第二栅极供电调节信号至所述栅极偏置电路；所述栅极偏置电路，与所述功率放大管的栅极连接，用于接收所述鉴相器发送的第二栅极供电调节信号，在所述第二栅极供电调节信号的控制下调节所述功率放大管的栅极供电。控制单元与微波源相连接，控制单元根据系统对振荡器输出信号的频率调整需要，向微波源发送微波源调节信号，微波源在接收到所述微波源调节信号后将相应的微波调频信号发送至鉴相器；鉴相器接收微波源发送的微波调频信号，以及部分功率放大管漏极输出的微波信号，鉴定两种信号之间的相位差，根据所述相位差对两种信号确定振荡器栅极电压的调节范围，输出第二栅极供电调节信号至栅极偏置电路，以使功率放大管漏极输出的微波信号的频率与微波源发送的微波调频信号的频率达到一致。进一步，所述功率放大管的栅极通过一环路滤波电路与所述栅极供电调节电路/所述栅极偏置电路连接；所述环路滤波电路，用于对输入到所述栅极供电调节电路/所述栅极偏置电路的信号进行滤波处理。环路滤波电路滤除干扰信号，对干扰信号的过滤使所述功率放大管的栅极的供电信号更加精准，使漏极输出的微波信号的频率更接近微波源的微波调频信号。进一步，所述漏极供电调节电路通过一漏极偏置电路所述功率放大管的漏极连接，所述漏极偏置电路调节所述漏极供电调节电路输出的所述功率放大管漏极的供电信号再输出所述功率放大管的漏极。漏极偏置电路接收漏极供电调节电路输出的所述供电信号，对功率放大管的漏极进行电压的调节，功率放大管输出的微波信号功率由功率放大管的漏极电压大小决定，通过漏极偏置电路再对漏极电压进行调节，调节效果更好更精准。进一步，所述功率放大管由多个功率放大管并联而成。由于微波信号输出最大功率由最大漏极工作电压下功率放大管的饱和功率决定，因此当单个所述功率放大管的饱和功率不够大时，可以用多个功率放大管并联增大饱和功率。进一步，所述微波源包括压控振荡器电路或锁相环电路，更进一步，锁相环电路可以是通过锁相环实现，也可以是通过锁相环加倍频器或者锁相环加分频器的方式实现。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)通过组合功率放大管和反馈电路从而设计成振荡振荡器，可产生中、大功率的微波，结合栅极供电调节电路和漏极供电调节电路可对微波信号的功率和频率进行调节，且功率放大管只需为1级功率放大管，在减小整个装置的体积和面积的同时，大幅降低成本，且产生的微波信号频率和功率都可调节，满足不同领域的应用需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态微波发生装置，其特征在于，包括功率放大管、漏极供电调节电路、反馈电路和控制单元；/n所述控制单元，与所述漏极供电调节电路连接，用于发送漏极供电调节信号至所述漏极供电调节电路；/n所述漏极供电调节电路，与所述功率放大管的漏极连接，用于接收所述控制单元发送的漏极供电调节信号，在所述漏极供电调节信号的控制下调节所述功率放大管的漏极供电；/n功率放大管的漏极通过所述反馈电路连接所述功率放大管的栅极；/n所述功率放大管的漏极，用于输出微波信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种固态微波发生装置，其特征在于，包括功率放大管、漏极供电调节电路、反馈电路和控制单元；
所述控制单元，与所述漏极供电调节电路连接，用于发送漏极供电调节信号至所述漏极供电调节电路；
所述漏极供电调节电路，与所述功率放大管的漏极连接，用于接收所述控制单元发送的漏极供电调节信号，在所述漏极供电调节信号的控制下调节所述功率放大管的漏极供电；
功率放大管的漏极通过所述反馈电路连接所述功率放大管的栅极；
所述功率放大管的漏极，用于输出微波信号。


2.根据权利要求1所述的固态微波发生装置，其特征在于，还包括栅极供电调节电路；
所述控制单元，还与所述栅极供电调节电路连接，用于发送第一栅极供电调节信号至所述栅极供电调节电路；
所述栅极供电调节电路，与所述功率放大管的栅极连接，用于接收所述控制单元发送的第一栅极供电调节信号，在所述第一栅极供电调节信号的控制下调节所述功率放大管的栅极供电。


3.根据权利要求1所述的固态微波发生装置，其特征在于，还包括栅极偏置电路、微波源和鉴相器；
所述控制单元，还与所述微波源连接，用于发送微波源调节信号至所述微波源；
所述微波源，与所述鉴相器连接，用于接收所述控制单元发送的微波源调节信号，在所述微波源调节信号的控制下输出微波调频信号；
所述鉴相器，还与所述栅极偏置电路、所述功率放大管的漏极连接，用于接收所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢路平，
申请(专利权)人：京信通信系统中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44