一种新型S频段固态发射阵面制造技术

本发明专利技术公开了一种新型S频段固态发射阵面，包括高频箱，所述高频箱内置有功放系统、控保系统、天线阵面、散热系统；频率源送来的高频脉冲小信号通过功放系统输出送入天线阵面，辐射至空间进行功率合成以形成发射波束；所述控保系统对发射阵面的工作状态实时监测，当发射阵面出现故障时，所述控保系统及时定位故障位置并上报故障状态，同时关闭故障模块的供电系统；所述散热系统用于导出所述功放系统发出的热量。频率源送来的高频脉冲小信号通过功放系统输出送入天线阵面，整体辐射功率可达数百千瓦，并配有保护功能齐全、可靠性高的控保系统，具有功耗低、体积小、重量轻、安装便捷、维护成本低等特点，可在电子对抗领域发挥较大作用。可在电子对抗领域发挥较大作用。可在电子对抗领域发挥较大作用。

【技术实现步骤摘要】
一种新型S频段固态发射阵面


[0001]本专利技术涉及一种固态发射阵面，尤其涉及一种新型S频段固态发射阵面。

技术介绍

[0002]固态雷达由于控制简便、可靠性高、寿命长、具有故障软处理功能、可使用安全电压、易维护等一系列优点，其应用范围越来越广。随着雷达技术以及相关工艺技术的进步，固态雷达也向着高功率、高效率、高可靠性、小型化发展，具有很好的应用前景。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种新型S频段固态发射阵面，为了适应雷达模拟器对小型化、高输出功率、高可靠性的要求。
[0004]本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种新型S频段固态发射阵面，包括高频箱，所述高频箱内置有功放系统、控保系统、天线阵面、散热系统；
[0006]频率源送来的高频脉冲小信号通过功放系统输出送入天线阵面，辐射至空间进行功率合成以形成发射波束；
[0007]所述控保系统对发射阵面的工作状态实时监测，当发射阵面出现故障时，所述控保系统及时定位故障位置并上报故障状态，同时关闭故障模块的供电系统；
[0008]所述散热系统用于导出所述功放系统发出的热量。
[0009]进一步地，所述功放系统包括信号相连的前级功放组件、功率分配网络、末级功放组件，所述前级功放组件通过所述功率分配网络将S频段射频信号输送至所述末级功放组件，所述末级功放组件将S频段射频信号输送至所述天线阵面。
[0010]进一步地，所述前级功放组件包括依次信号相连的衰减器、功率放大器P1、隔离器。
[0011]进一步地，所述末级功放组件包括依次信号相连的四路功率分配器、衰减器、推动级放大器P1、隔离器、末级放大器P2。
[0012]进一步地，所述散热系统包括风机电源、风机与散热器，所述风机安装在所述高频箱上，所述风机电源用于所述风机供电，所述散热器与功放组件相连，用于导出所述功放组件的热量。
[0013]进一步地，所述控保系统包括信号相连的显控终端、监测汇总、功放组件、控保系统电源，所述功放组件中内置有功放组件控保电路板，所述控保系统电源中内置有电源模块控保电路板。
[0014]进一步地，所述控保系统电源包括功放电源模块和风机电源模块。
[0015]进一步地，所述功放组件控保电路板包括DC/DC转换电路、电压监测和保护电路、电流监测和保护电路、时序保护电路、过温度监测和保护电路，功率检测电路、监测通信电路、复位电路。
[0016]进一步地，所述功放组件、控保系统电源分别与所述监测汇总通过CAN总线信号连接。
[0017]进一步地，所述天线阵面由天线阵子按照方位
×
俯仰为6
×
4的分布排列。
[0018]本专利技术的有益效果如下：
[0019]频率源送来的高频脉冲小信号通过功放系统输出送入天线阵面，整体辐射功率可达数百千瓦，并配有保护功能齐全、可靠性高的控保系统，具有功耗低、体积小、重量轻、安装便捷、维护成本低等特点，可在电子对抗领域发挥较大作用。
附图说明
[0020]图1为根据本专利技术实施例提供的新型S频段固态发射阵面的整机示意图；
[0021]图2为根据本专利技术实施例提供的新型S频段固态发射阵面的系统框图；
[0022]图3为根据本专利技术实施例提供的前级功放组件原理及增益分配图；
[0023]图4为根据本专利技术实施例提供的末级功放组件原理及增益分配图；
[0024]图5为根据本专利技术实施例提供的控保系统拓扑图。
具体实施方式
[0025]本雷达发射阵面工作在S频段，可以将频率源送来的高频脉冲小信号通过前级功放组件放大到数十瓦，再经过若干功率分配网络，送入末级功放，每个末级功放组件的功率输出送入天线单元，辐射至空间进行功率合成，形成发射波束，等效辐射功率达数百千瓦。在此过程中，控制保护系统对发射阵面的工作状态实时监测，当发射阵面出现故障时，控制保护系统会及时定位故障位置并上报故障状态，同时关闭故障模块的供电系统。故障状态信息及控制信息通过监测汇总与实时处理计算机进行信息交互。
[0026]1)结构及布局设计
[0027]发射机可靠性比较高，在模块化方面非常理想。模块化设计易于电路优化和规模化生产，同样功能模块具有可互换性，便于调试、维修。S频段固态雷达发射阵面，主要包括功放系统、控保系统、天线阵面、散热系统等整机结构示意如图1所示。
[0028]图1标识中：
[0029]1、功放系统，由前级功放组件、功率分配网络、末级功放组件等，其系统框图如图2所示；
[0030]2、控保系统，由功放电源、控保板与监测汇总共同构成，其中控保板内置于功放组件；
[0031]3、天线阵面，由天线阵子按照6
×
4(方位
×
俯仰)分布形式排列，空间辐射后形成一定的波束要求；
[0032]4、散热系统，由风机电源、风机与散热器共同构成，散热系统用于及时导出功放系统发热，并保证通风良好，确保设备在-40℃～+50℃条件下持续稳定工作。
[0033]2)功放系统设计
[0034]功放系统设计是发射阵面的关键技术，在功放组件性能指标和体积、重量、散热等之间取得合理的平衡。最大程度的减小发射阵面体积，提高发射机的功率密度。
[0035]a.前级功放组件
[0036]前级功放组件是系统的最前端，主要作用是能够提供足够的功率驱动能力和足够的增益，并希望有良好的输入输出驻波比，确保稳定性。考虑功放阵列对动态和线性度的要求，选择线性度高的砷化镓功率管，并且设计时输出功率尽量留有余量。
[0037]微波电路主要由衰减器、功率放大器P1、隔离器组成。根据实际测试，前级功放组件的总增益大于+22dB，输入信号+15dBm，输出功率大于+36dBm，为保证通用性，输出功率采用衰减器调节。微波电路功率分配如图3所示。
[0038]b.末级功放组件
[0039]微波电路主要由衰减器、推动级放大器P1、隔离器、末级放大器P2、散热模块组成。功率分配如图4所示。
[0040]微波电路由四路功率分配器、衰减器、隔离器、推动级放P1大器、末级放大器P2、馈电板、散热模块构成。从输入端口输入+24.5dBm信号电平，经过四路功率分配器后，输出功率+18dBm，经过衰减器，到推动级放大器P1的功率为+16dBm，推动级放大器P1输出功率大于41dBm，经过隔离器，到功率放大器P2的输入功率为40.5dBm，功率放大器P2的输出功率为大于+52.5dBm。
[0041]3)控保系统设计
[0042]如图5所示，控保系统拓扑三个层次，第一层次为显控终端，第二层次为监测汇总，第三层次为电源模块、功放组件控保电路板。将电源模块控保板和功放组件控保板分别内置于电源和功放组件中，通过CAN总线进行通信，使得阵面的布线大幅度减少，可靠性显著提升。仅需要串行连接2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型S频段固态发射阵面，其特征在于，包括高频箱，所述高频箱内置有功放系统、控保系统、天线阵面、散热系统；频率源送来的高频脉冲小信号通过功放系统输出送入天线阵面，辐射至空间进行功率合成以形成发射波束；所述控保系统对发射阵面的工作状态实时监测，当发射阵面出现故障时，所述控保系统及时定位故障位置并上报故障状态，同时关闭故障模块的供电系统；所述散热系统用于导出所述功放系统发出的热量。2.根据权利要求1所述的一种新型S频段固态发射阵面，其特征在于，所述功放系统包括信号相连的前级功放组件、功率分配网络、末级功放组件，所述前级功放组件通过所述功率分配网络将S频段射频信号输送至所述末级功放组件，所述末级功放组件将S频段射频信号输送至所述天线阵面。3.根据权利要求2所述的一种新型S频段固态发射阵面，其特征在于，所述前级功放组件包括依次信号相连的衰减器、功率放大器P1、隔离器。4.根据权利要求2所述的一种新型S频段固态发射阵面，其特征在于，所述末级功放组件包括依次信号相连的四路功率分配器、衰减器、推动级放大器P1、隔离器、末级放大器P2。5.根据权利要求2所述的一种新型S频段固态发射阵面，其特征在于，所述散热系统包括风机电...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建功，吴皓，杨现志，
申请(专利权)人：南京长峰航天电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：