一种用于C波段的功率放大组件和方法技术

本发明专利技术公开了用于C波段的功率放大组件和方法，通过3dB 90

【技术实现步骤摘要】
一种用于C波段的功率放大组件和方法


[0001]本专利技术涉及功率合成领域，具体是用于C波段的功率放大组件和方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，4路功率合成电路一般的设计方案为功分网络将信号分为4组功率相同的功分信号，功分信号通过4组并联的功率放大器进行信号放大，最后经过合成网络将放大后的4组信号合成一路，在此设计中，需要在放大器两端设置耦合隔直电容以保证放大器正常工作，由此带来的缺点是信号通过耦合隔直电容后，会产生0.1
‑
0.2dB的信号损耗，在较高的微波频段和功率容量要求较高时，由此带来的合成效率会受到很大影响，严重时导致整个功率合成电路达不到设计要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于C波段的功率放大组件，包括依次连接的波导功分器、功率放大器组和波导功合器；所述波导功分器包括依次连接的第一滤波模块、第一功率检测模块和功率分配模块；所述第一滤波模块至少包括第一输入带通滤波器，所述第一滤波模块接收射频输入信号并对所述输入信号进行滤波；所述第一功率检测模块包括定向耦合器，所述定向耦合器对滤波后的输入信号进行耦合输出以检测输入信号的功率能量；所述功率分配模块由第一电桥与第二电桥和第三电桥级联组成；所述功率放大器组包括四个并联的功率放大器；所述波导功合器包括依次连接的：功率合成模块、第二滤波模块和第二功率检测模块；所述功率合成模块由第四电桥和第五电桥与第六电桥级联组成；所述第二滤波模块至少包括第二输入带通滤波器，所述第二滤波模块接收功率合成模块输出的合成信号并完成对合成信号的滤波；所述第二功率检测模块对滤波后的合成信号进行耦合输出，所述第二功率检测模块包括一个双向耦合器。
[0004]优选的，所述波导功分器和波导功合器中的电桥均为3dB 90
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电桥，所述电桥的工作频率范围为：5～6GHz；所述电桥的隔离端均匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；所述第一电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于50W，所述第二电桥和第三电桥的隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于30W；所述第四电桥和第五电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于120W，所述第六电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于250W。
[0005]优选的，所述功率分配模块、功率放大器组和功率合成模块依次连接实现射频输入信号功率放大；所述射频输入信号经过滤波后进入第一电桥的输入端，功率平分后，第一电桥的直通端输出0
°
直通信号，第一电桥的耦合端输出90
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耦合信号，第一电桥的直通端输出的所述0
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直通信号进入第二电桥的输入端，第一电桥的耦合端输出的所述90
°
耦合信号进入第三电桥的输入端，再次功率平分后，第二电桥的耦合端输出90
°
耦合信号，第二电桥的直通端输出0
°
直通信号，第三电桥的直通端输出90
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直通信号，第三电桥的耦合端输出180
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耦合信号；经所述功率放大器组放大后的四路信号，分别作为输入进入第四电桥和第五电桥，第四电桥的两个输入端的信号相位分别为90
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和0
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，第五电桥的两个输入端的信号相位分别为90
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和180
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，四路信号经第四电桥和第五电桥功率合成后获得两路相位差90
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的合成信号，分别为90
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和180
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，两路信号再进入第六电桥的两个输入端，经功率合成后输出相位180
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的合成信号。
[0006]优选的，所述功率放大组件还包括：通信控制模块和辅助电源；所述通信控制模块与所述第一功率检测模块、所述功率放大器组和所述第二功率检测模块通讯连接；所述辅助电源与所述功率放大器组和所述通信控制模块连接；所述第一功率检测模块和所述第二功率检测模块将实时检测的功率信号转换成电压信号并传送给所述通信控制模块。
[0007]优选的，所述辅助电源包含单片机，所述功率放大器的放大芯片为 GaN 器件；通过所述辅助电源中的单片机实现对所述功率放大器的加电保护，使GaN 器件加电时， 栅极电压Vg 输出后，漏极电压Vd 才能够输出，GaN 器件去电时， Vd 断掉后，Vg 才能够去电。
[0008]优选的，所述定向耦合器的检波端口通过检波器检测输入信号的功率能量，生成第一电压信号；所述双向耦合器的两个检波端口均通过功率计或检波器取样，检测合成信号功率能量生成第二电压信号，检测反射回波信号功率能量生成第三电压信号；当所述通信控制模块监测到所述第一电压信号超出阈值范围时，生成射频信号异常提醒；当所述通信控制模块监测到所述第二电压信号或第三电压信号异常时，所述通信控制模块发送指令至辅助电源切断放大器组的电压。
[0009]优选的，所述功率分配模块由第七电桥、第八电桥、第九电桥和第十电桥组合构成，所述第七电桥、第八电桥、第九电桥和第十电桥均为3dB 90
°
电桥；所述第七电桥的输入端连接定向耦合器的输出端，所述第七电桥的隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载，所述第七电桥的直通端连接第九电桥的输入端口，所述第七电桥的耦合端连接第十电桥的输入端；所述第八电桥的两个输入端口均作为隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；所述第八电桥的两个输入端口分别连接第九电桥和第十电桥的隔离端；所述射频输入信号经过滤波后进入第七电桥的输入端，经第七电桥功率平分后，0
°
直通信号进入第九电桥的输入端，经第九电桥再次功率平分后得到0
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直通信号和90
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耦合信号；90
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耦合信号进入第十电桥的输入端，经第十电桥再次功率平分后得到90
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直通信号和180
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耦合信号，由此得到功率平分后得到四路信号。
[0010]优选的，所述功率合成模块由第十一电桥、第十二电桥、第十三电桥和第十四电桥组合构成，所述第十一电桥、第十二电桥、第十三电桥和第十四电桥均为3dB 90
°
电桥；所述第十一电桥的两个输入端和所述第十二电桥的两个输入端分别接收经所述功率放大器组放大后的四路信号；所述第十一电桥的耦合端和所述第十二电桥的耦合端分别连接所述十三电桥的两个输入端，所述第十三电桥的两个输出端口均作为隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；所述第十一电桥的耦合端和所述第十二电桥的直通端分别连接所述第十四电桥的两个输入端，所述第十四电桥的隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；相位分别为0
°
和90
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的放大信号分别作为输入进入所述第十一电桥的两个输入端；相位分别为90
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和180
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的放大信号分别作为输入进入所述第十二电桥的两个输入端；获得相位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于C波段的功率放大组件，其特征在于，包括依次连接的波导功分器、功率放大器组和波导功合器；所述波导功分器包括依次连接的第一滤波模块、第一功率检测模块和功率分配模块；所述第一滤波模块至少包括第一输入带通滤波器，所述第一滤波模块接收射频输入信号并对所述输入信号进行滤波；所述第一功率检测模块包括定向耦合器，所述定向耦合器对滤波后的输入信号进行耦合输出以检测输入信号的功率能量；所述功率分配模块由第一电桥与第二电桥和第三电桥级联组成；所述功率放大器组包括四个并联的功率放大器；所述波导功合器包括依次连接的：功率合成模块、第二滤波模块和第二功率检测模块；所述功率合成模块由第四电桥和第五电桥与第六电桥级联组成；所述第二滤波模块至少包括第二输入带通滤波器，所述第二滤波模块接收功率合成模块输出的合成信号并完成对合成信号的滤波；所述第二功率检测模块对滤波后的合成信号进行耦合输出，所述第二功率检测模块包括一个双向耦合器。2.根据权利要求1所述的一种用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述波导功分器和波导功合器中的电桥均为3dB 90
°
电桥，所述电桥的工作频率范围为：5～6GHz；所述电桥的隔离端均匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；所述第一电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于50W，所述第二电桥和第三电桥的隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于30W；所述第四电桥和第五电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于120W，所述第六电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于250W。3.根据权利要求1
‑
2任一项所述的用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述功率分配模块、功率放大器组和功率合成模块依次连接实现射频输入信号功率放大；所述射频输入信号经过滤波后进入第一电桥的输入端，功率平分后，第一电桥的直通端输出0
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直通信号，第一电桥的耦合端输出90
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耦合信号，第一电桥的直通端输出的所述0
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直通信号进入第二电桥的输入端，第一电桥的耦合端输出的所述90
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耦合信号进入第三电桥的输入端，再次功率平分后，第二电桥的耦合端输出90
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耦合信号，第二电桥的直通端输出0
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直通信号，第三电桥的直通端输出90
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直通信号，第三电桥的耦合端输出180
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耦合信号；经所述功率放大器组放大后的四路信号，分别作为输入进入第四电桥和第五电桥，第四电桥的两个输入端的信号相位分别为90
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和0
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，第五电桥的两个输入端的信号相位分别为90
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和180
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，四路信号经第四电桥和第五电桥功率合成后获得两路相位差90
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的合成信号，分别为90
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和180
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，两路信号再进入第六电桥的两个输入端，经功率合成后输出相位180
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的合成信号。4.根据权利要求1所述的用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述功率放大组件还包括：通信控制模块和辅助电源；所述通信控制模块与所述第一功率检测模块、所述功率放大器组和所述第二功率检测模块通讯连接；所述辅助电源与所述功率放大器组和所述通信控制模块连接；所述第一功率检测模块和所述第二功率检测模块将实时检测的功率信号转换成电压
信号并传送给所述通信控制模块。5.根据权利要求4所述的用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述辅助电源包含单片机，所述功率放大器的放大芯片为 GaN 器件；通过所述辅助电源中的单片机实现对所述功率放大器的加电保护，使GaN 器件加电时， 栅极电压Vg 输出后，漏极电压Vd 才能够输出，GaN 器件去电时， Vd 断掉后，Vg 才能够去电。6.根据权利要求4所述的用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述定向耦合器的检波端口通过检波器检测输入信号的功率能量，生成第一电压信号；所述双向耦合器的两个检波端口...

【专利技术属性】
技术研发人员：康中尉，
申请(专利权)人：成都国盛军通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：