一种V频段400W固态功率合成放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种V频段400W固态功率合成放大器，涉及卫星通信射频发射领域。它由输入隔离器、衰减控制器、驱动放大器、波导隔离器1、推动级放大器、魔T分路器、波导隔离器2、波导隔离3、末级固态功放1、末级固态功放2、魔T合路器、波导滤波器、波导耦合器、检波器、电源模块、监控单元和风机等组成。该功率放大器具有频段高、体积小、重量轻、集成化程度高、性能稳定可靠、易维护、工作温度范围宽的特点，特别适用于卫星通信微波信道的功率放大业务。卫星通信微波信道的功率放大业务。卫星通信微波信道的功率放大业务。

【技术实现步骤摘要】
一种V频段400W固态功率合成放大器


[0001]本专利技术涉及卫星通信射频发射领域，特别是指一种V频段400W固态功率合成放大器，特别适用于高低轨卫星通信微波信道的功率放大设备。

技术介绍

[0002]近年来随着卫星通信系统的快速发展,尤其是卫星互联网的发展需求越发迫切，对于高频率、高效率、宽频带大功率固态功放的需求与日俱增。然而,单个固态器件在微波毫米波频段输出的功率有限,不能满足系统的需求，为了获得更大的输出功率，常常需要采用功率合成的方法将多个功率器件集中在一个功率合成放大器中。另一方面，出于经济和可靠性等方面的考虑，通常采用较小的功率源进行合成而不直接采用一个大的功率源，除了能够产生较高的功率外，功率合成技术还能在一个或几个源失效的情况下保证系统继续工作而不会完全失效，只是系统性能下降。
[0003]目前，应用最多的功率合成技术是电路合成和空间功率合成，在V频段电路合成由于传输损耗以及电路结构随器件数量增加成非线性增长，其合成路数受到限制，不能满足V频段固态功率放大器的要求，而空间功率合成最大的优点是合成效率基本与固态器件数量无关，更适合多器件的大功率输出。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提供一种V频段400W固态功率合成放大器。本专利技术采用空间功率合成技术，在V频段将64路功率芯片进行合成，具有合成效率高的特点，能够满足卫星通信地面站的功率放大需求。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：
[0006]一种V频段400W固态功率合成放大器，包括输入隔离器(101)、衰减控制器(102)、驱动放大器(103)、波导耦合器(113)、检波器(114)、电源模块(115)、监控单元(116)和风机(117)，还包括第一波导隔离器(104)、推动级放大器(105)、魔T分路器(106)、第二波导隔离器(107)、第三波导隔离器(108)、第一末级固态功放(109)、第二末级固态功放(110)、魔T合路器(111)、波导滤波器(112)；
[0007]输入隔离器(101)通过V频段入端口(A)接收外部输入的V频段输入小信号，对V频段以外的信号进行正向导通，反向隔离衰减，减少反射信号的干扰影响，然后将输入隔离后的V频段信号传送给衰减控制器(102)；
[0008]衰减控制器(102)根据监控单元(116)传来的信号，通过内部的数控衰减器和压控衰减器对信号进行增益调节，将调节后的信号传给驱动放大器(103)；
[0009]驱动放大器(103)对信号进行初步线性失真的放大，用以提供射频功率级信号幅度并驱动后级放大器，驱动放大器(103)放大后的信号传给第一波导隔离器(104)；
[0010]第一波导隔离器(104)用以改善级间驻波反射，优化级间信号传输特性，然后将处理后的信号传给推动级放大器(105)；
[0011]推动级放大器(105)用以进一步放大信号幅度，提升推动功率，同时优化信号传输曲线，提高信号线性度，然后将处理后的信号传给魔T分路器(106)；此外，推动级放大器(105)还将检测到的温度和电流信号上报给监控单元(116)；
[0012]魔T分路器(106)将信号分为两路，分别进入第二波导隔离器(107)和第三波导隔离器(108)；第二波导隔离器(107)输出的信号进入第一末级固态功放(109)，第三波导隔离器(108)输出的信号进入第二末级固态功放(110)，第一末级固态功放(109)和第二末级固态功放(110)分别对输入信号进行末级功率放大，将输出功率达提升至百瓦级，并将检测到的温度和电流上报给监控单元(116)；
[0013]两路末级功率放大后的信号再经过魔T合路器(111)进行功率合成，合成后的信号进入波导滤波器(112)；
[0014]波导滤波器(112)用以滤除其他频段信号的干扰，并将处理后的信号传给波导耦合器(113)；
[0015]波导耦合器(113)一方面将主信号传输给波导输出端口(B)，另一方面将耦合的小信号传给检波器(114)；
[0016]检波器(114)将检测到的射频信号转换为直流信号并传给给监控单元(116)；
[0017]监控单元(116)将检波器(114)传来的直流信号处理成输出功率显示值，输出给外部监控端口(C)；此外，监控单元(116)还通过外部监控端口(C)接收外部输入的控制信号，用于查询设备的电流、温度、风速状态，控制设备主路信号的通断，或者控制主路信号的增益大小；
[0018]电源模块(115)与外部220V交流电源端口(D)连接，并通过V+和V
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电压端为整机供电。
[0019]进一步地，输入隔离器(101)1脚与V频段入端口(A)连接，输入隔离器(101)2脚与衰减控制器(102)1脚连接；衰减控制器(102)2脚与驱动放大器(103)1脚连接，衰减控制器(102)3脚与监控单元(116)2脚连接；驱动放大器(103)2脚与第一波导隔离器(104)1脚连接；第一波导隔离器(104)2脚与推动级放大器(105)1脚连接；推动级放大器(105)2脚与魔T分路器(106)1脚连接，推动级放大器(105)3脚与监控单元(116)3脚连接；魔T分路器(106)2脚与第二波导隔离器(107)1脚连接，魔T分路器(106)3脚与第三波导隔离器(108)1脚连接；第二波导隔离器(107)2脚与第一末级固态功放(109)1脚连接，第一末级固态功放(109)2脚与魔T合路器(111)1脚连接，第一末级固态功放(109)3脚与监控单元(116)6脚连接；第三波导隔离器(108)2脚与第二末级固态功放(110)1脚连接，第二末级固态功放(110)2脚与魔T合路器(111)3脚连接，第二末级固态功放(110)3脚与监控单元(116)5脚连接；魔T合路器(111)2脚连接与波导滤波器(112)5脚连接；波导滤波器(112)2脚与波导耦合器(113)1脚连接；波导耦合器(113)2脚与波导输出端口(B)连接，波导耦合器(113)3脚与检波器(114)1脚连接；检波器(114)2脚与监控单元(116)7脚连接；监控单元(116)1脚与电源模块(115)1脚连接，监控单元(116)4脚与风机(117)2脚连接，监控单元(116)8脚与外部监控端口(C)连接；电源模块(115)2脚与外部220V交流电源端口(D)连接，电源模块(115)的3脚为V+电压端，4脚为V
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电压端。
[0020]进一步地，第一末级固态功放(109)和第二末级固态功放(110)的结构相同，包括魔T分路器A(201)、负载A(202)、魔T分路器B(203)、负载B(204)、魔T分路器C(205)、负载C
(206)、功放小模块A(207)、功放小模块B(208)、功放小模块C(209)、功放小模块D(210)、魔T合路器D(212)、负载D(211)、魔T合路器E(214)、负载E(212)、魔T合路器F(216)、负载F(21本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种V频段400W固态功率合成放大器，包括输入隔离器(101)、衰减控制器(102)、驱动放大器(103)、波导耦合器(113)、检波器(114)、电源模块(115)、监控单元(116)和风机(117)，其特征在于，还包括第一波导隔离器(104)、推动级放大器(105)、魔T分路器(106)、第二波导隔离器(107)、第三波导隔离器(108)、第一末级固态功放(109)、第二末级固态功放(110)、魔T合路器(111)、波导滤波器(112)；输入隔离器(101)通过V频段入端口(A)接收外部输入的V频段输入小信号，对V频段以外的信号进行正向导通，反向隔离衰减，减少反射信号的干扰影响，然后将输入隔离后的V频段信号传送给衰减控制器(102)；衰减控制器(102)根据监控单元(116)传来的信号，通过内部的数控衰减器和压控衰减器对信号进行增益调节，将调节后的信号传给驱动放大器(103)；驱动放大器(103)对信号进行初步线性失真的放大，用以提供射频功率级信号幅度并驱动后级放大器，驱动放大器(103)放大后的信号传给第一波导隔离器(104)；第一波导隔离器(104)用以改善级间驻波反射，优化级间信号传输特性，然后将处理后的信号传给推动级放大器(105)；推动级放大器(105)用以进一步放大信号幅度，提升推动功率，同时优化信号传输曲线，提高信号线性度，然后将处理后的信号传给魔T分路器(106)；此外，推动级放大器(105)还将检测到的温度和电流信号上报给监控单元(116)；魔T分路器(106)将信号分为两路，分别进入第二波导隔离器(107)和第三波导隔离器(108)；第二波导隔离器(107)输出的信号进入第一末级固态功放(109)，第三波导隔离器(108)输出的信号进入第二末级固态功放(110)，第一末级固态功放(109)和第二末级固态功放(110)分别对输入信号进行末级功率放大，将输出功率达提升至百瓦级，并将检测到的温度和电流上报给监控单元(116)；两路末级功率放大后的信号再经过魔T合路器(111)进行功率合成，合成后的信号进入波导滤波器(112)；波导滤波器(112)用以滤除其他频段信号的干扰，并将处理后的信号传给波导耦合器(113)；波导耦合器(113)一方面将主信号传输给波导输出端口(B)，另一方面将耦合的小信号传给检波器(114)；检波器(114)将检测到的射频信号转换为直流信号并传给给监控单元(116)；监控单元(116)将检波器(114)传来的直流信号处理成输出功率显示值，输出给外部监控端口(C)；此外，监控单元(116)还通过外部监控端口(C)接收外部输入的控制信号，用于查询设备的电流、温度、风速状态，控制设备主路信号的通断，或者控制主路信号的增益大小；电源模块(115)与外部220V交流电源端口(D)连接，并通过V+和V
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电压端为整机供电。2.根据权利要求1所述的一种V频段400W固态功率合成放大器，其特征在于，输入隔离器(101)1脚与V频段入端口(A)连接，输入隔离器(101)2脚与衰减控制器(102)1脚连接；衰减控制器(102)2脚与驱动放大器(103)1脚连接，衰减控制器(102)3脚与监控单元(116)2脚连接；驱动放大器(103)2脚与第一波导隔离器(104)1脚连接；第一波导隔离器(104)2脚与推动级放大器(105)1脚连接；推动级放大器(105)2脚与魔T分路器(106)1脚连接，推动级放
大器(105)3脚与监控单元(116)3脚连接；魔T分路器(106)2脚与第二波导隔离器(107)1脚连接，魔T分路器(106)3脚与第三波导隔离器(108)1脚连接；第二波导隔离器(107)2脚与第一末级固态功放(109)1脚连接，第一末级固态功放(109)2脚与魔T合路器(111)1脚连接，第一末级固态功放(109)3脚与监控单元(116)6脚连接；第三波导隔离器(108)2脚与第二末级固态功放(110)1脚连接，第二末级固态功放(110)2脚与魔T合路器(111)3脚连接，第二末级固态功放(110)3脚与监控单元(116)5脚连接；魔T合路器(111)2脚连接与波导滤波器(112)5脚连接；波导滤波器(112)2脚与波...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏伟，陈冠军，李飞锐，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：