【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通讯，更具体地，涉及一种大功率v频段功率放大器的结构。
技术介绍
1、功率放大器无论在全球移动通信系统、卫星通信、无线局域网等民用领域，还是在雷达、电子战、导航等军用领域都发挥着重要作用，随着频段越来越高，发射功率越来越大，其散热及结构尺寸也面临着越来越大的挑战，在传统设计中主要通过两种方式来实现大功率的输出，a)使用大功率输出的芯片，此种方式使芯片的热流密度很大，散热问题比较突出；b)使用小功率输出的芯片，通过合成的方式实现，合成中多数以二进制树形拓扑结构来实现，随着2路功分网络级联个数的增加，合成器的体积会成倍增大，这不利于紧凑型的设计。
2、在v频段中，由于频率较高，其芯片的效率相应较低，那么其相应产生的热耗较高，因此大功率输出的芯片很难实现，大多数采用小功率输出芯片，然后通过合成的方式来实现大功率的输出。
3、基于以上情况，提出一种结构方式，其继承了3d微波空间合成技术的优势，使其产品体积更加紧凑且满足散热的使用要求。同时，为了实现对每一路功放单卡的单独供电及控制，以便使连接线缆最短减少信号的相互干扰，还可以实现对每一路的功放单卡进行保护及通断切换控制。
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种大功率v频段功率放大器的结构，用于解决功率放大器的结构体积大、散热效果差；以及功率放大器中的各个模块之间的信号易产生干扰，无法实现对每一路的功放单卡进行保护及通断切换控制的技术问题。
2、本专利
3、有利于通过信号分路单元和所述功放单卡单元的同轴圆环的排列方式减少功率放大器整体结构的体积；有利于通过沿圆环分布的所述功放单卡单元，缩短与所述散热器的水平距离，通过设置于底层的所述功放单卡单元，缩短与所述散热器沿垂直方向的距离，从而进一步提升散热效果；有利于通过电源监控模块实现对每一路功放单卡单元的工作状态的控制保护。
4、进一步的，所述电控单元包括功放过流保护电路，所述功放过流保护电路包括检流电阻单元、差分放大器单元和控制单元，所述检流电阻串联于所述功放单卡单元，所述差分放大器单元并联于所述检流电阻单元两端，用于放大电压差；所述控制单元连接于所述差分放大器单元，用于比较电压差与阈值的大小，并控制所述功放单卡单元的通断。
5、有利于通过检流电阻单元实现对功放单卡单元的电流实时检测，以避免尖峰电流对功放单卡单元的烧毁；有利于通过差分放大器单元和控制单元将所述检测电阻输入信号进行放大，并与输入信号进行对比，从而加强信号强度和清晰度，并控制所述功放单卡单元的通断。
6、进一步的，所述电控单元还包括功放栅压超范围保护电路，所述功放栅压超范围保护电路包括控制板、比较器电路，所述控制板输出高阈值、低阈值信号至所述比较器电路，所述比较器电路按时序采集各个功放单卡单元的栅极电压，当任一栅极电压超出高阈值、低阈值范围时，所述比较器电路发出告警信号至所述控制板，并控制对应功放单卡单元的通断。
7、有利于通过比较器电路判断所述功放单卡单元的栅极电压是否超出阈值，从而发送不同告警信号至所述控制板，使得所述控制板对于栅极电压异常的所述功放单卡单元进行轮流排查保护。
8、进一步的，所述电控单元还包括输出功率控制电路，所述输出功率控制电路包括信号合成检波电路及控制电路，所述信号合成检波电路用于检测所述信号合成模块的输出端功率，所述控制电路用于控制所述功放单卡模块的输出功率。
9、有利于通过所述信号合成检波电路对所述信号合成模块输出端的功率进行检测；有利于通过所述控制电路将出现异常检测结果反馈至所述功放单卡模块，并通过调节改变所述功放单卡模块的输出功率以改变所述信号合成模块的检测功率值达到正常。
10、进一步的，所述信号合成检波电路包括功率检波模块，功率检波模块设于所述信号合成模块的输出口用于检测其输出功率，根据所需的输出功率大小，所述控制电路通过控制所述功放单卡单元的输出功率调节所述信号合成模块的输出功率。
11、有利于通过将所述功率检波模块设置于所述信号合成模块的输出口，使其检测的输出功率值较为准确；有利于在不同输出功率需求下，通过调节所述功放单卡单元的通断个数简便、快速调节所述信号合成模块的输出功率。
12、进一步的，所述输出功率控制电路还包括温度检测电路，所述温度检测电路包括mcu、温度检测单元，所述温度检测单元用于检测各个功放单卡单元的温度，所述mcu连接于所述温度检测单元，用于比较所述温度检测单元的检测温度值与预设范围的大小，当所述温度检测单元的检测温度值超出预设范围，通过调节栅极电压控制各个功放单卡单元的工作状态。
13、有利于通过所述温度检测电路实现对所述功放单卡单元出现温度异常的实时监控；有利于通过温度检测单元对各个功放单卡单元轮流采集的温度值；有利于通过mcu对采集的温度值与预设的范围值作比较，从而判断温度值是否出现异常；有利于通过mcu对出现异常的功放单卡单元发出调整栅极电压的信号，从而控制该异常功放单卡单元的输出的增益与功率，使输出功率在合理工作范围内，起到保护功放单卡单元的作用。
14、进一步的，所述控制电路包括mcu、dac芯片，所述mcu连接于所述功率检波模块，所述dac芯片连接于所述mcu和所述功放单卡单元之间，所述dac芯片将mcu的信号运算放大，当所述功率检波模块的检测功率值超出预设范围，通过调节栅极电压控制各个功放单卡单元的工作状态。
15、有利于通过mcu连接于所述功率检波模块，实现对所述功放单卡单元出现输出功率异常的实时监控；有利于通过功率检波模块采集所述功放单卡模块的输出功率值；有利于通过mcu对各个功放单卡单元轮流采集的输出功率值与预设的范围值作比较，从而判断所述功放单卡单元的输出功率值是否出现异常；有利于通过mcu对出现异常的功放单卡单元发出调整栅极电压的信号，从而控制该异常功放单卡单元的输出的增益与功率，使其输出功率在合理工作范围内，起到保护功放单卡单元的作用。
16、进一步的，还包括壳体和设于所述壳体上的多个风扇，所述壳体围绕于所述功放单卡模块外，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大功率V频段功率放大器的结构，包括信号分路模块、功放单卡模块、信号合成模块和散热装置，所述信号分路模块将一个信号等分为多路信号输出至所述功放单卡模块，所述功放单卡模块将每路信号放大并输出至所述信号合成模块，所述信号合成模块将多路信号合成为一个信号并输出，所述信号分路模块、所述功放单卡模块、所述信号合成模块依次沿竖直方向排列，所述散热器靠近所述功放单卡模块设置，其特征在于，所述信号分路模块包括多路信号分路单元，所述信号分路单元沿圆环方向径向排列，形成外圆环；所述功放单卡模块包括多路功放单卡单元，所述功放单卡单元沿同轴圆环径向排列，形成内圆环；所述信号合成模块靠近所述内圆环设置；还包括电源监控模块，所述电源监控模块包括多路电控单元，所述电控单元用于根据每一路功放单卡单元的工作状态进行控制保护。
2.根据权利要求1所述的一种大功率V频段功率放大器的结构，其特征在于，所述电控单元包括功放过流保护电路，所述功放过流保护电路包括检流电阻单元、差分放大器单元和控制单元，所述检流电阻串联于所述功放单卡单元，所述差分放大器单元并联于所述检流电阻单元两端，用于放大电压差；所述控制
3.根据权利要求1所述的一种大功率V频段功率放大器的结构，其特征在于，所述电控单元还包括功放栅压超范围保护电路，所述功放栅压超范围保护电路包括控制板、比较器电路，所述控制板输出高阈值、低阈值信号至所述比较器电路，所述比较器电路按时序采集各个功放单卡单元的栅极电压，当任一栅极电压超出高阈值、低阈值范围时，所述比较器电路发出告警信号至所述控制板，并控制对应功放单卡单元的通断。
4.根据权利要求1所述的一种大功率V频段功率放大器的结构，其特征在于，所述电控单元还包括输出功率控制电路，所述输出功率控制电路包括信号合成检波电路及控制电路，所述信号合成检波电路用于检测所述信号合成模块的输出端功率，所述控制电路用于控制所述功放单卡模块的输出功率。
5.根据权利要求4所述的一种大功率V频段功率放大器的结构，其特征在于，所述信号合成检波电路包括功率检波模块，功率检波模块设于所述信号合成模块的输出口用于检测其输出功率，根据所需的输出功率大小，所述控制电路通过控制所述功放单卡单元的输出功率调节所述信号合成模块的输出功率。
6.根据权利要求5所述的一种大功率V频段功率放大器的结构，其特征在于，所述输出功率控制电路还包括温度检测电路，所述温度检测电路包括MCU、温度检测单元，所述温度检测单元用于检测各个功放单卡单元的温度，所述MCU连接于所述温度检测单元，用于比较所述温度检测单元的检测温度值与预设范围的大小，当所述温度检测单元的检测温度值超出预设范围，通过调节栅极电压控制各个功放单卡单元的工作状态。
7.根据权利要求5或6所述的一种大功率V频段功率放大器的结构，其特征在于，所述控制电路包括MCU、DAC芯片，所述MCU连接于所述功率检波模块，所述DAC芯片连接于所述MCU和所述功放单卡单元之间，所述DAC芯片将MCU的信号运算放大，当所述功率检波模块的检测功率值超出预设范围，通过调节栅极电压控制各个功放单卡单元的工作状态。
8.根据权利要求6所述的一种大功率V频段功率放大器的结构，其特征在于，还包括壳体和设于所述壳体上的多个风扇，所述壳体围绕于所述功放单卡模块外，所述风扇均匀分布于所述功放单卡模块四周，对各个功放单卡单元及风扇的位置信息进行标记，所述温度检测单元连接于所述功放单卡单元，用于检测各个功放单卡单元的温度，当任一功放单卡单元的温度超出预设范围时，所述MCU采集对应功放单卡单元的位置信息，MCU控制对应功放单卡单元所在位置的风扇的输出功率加大。
9.根据权利要求1所述的一种大功率V频段功率放大器的结构，其特征在于，还包括多个分路支架，每个分路支架同时沿径向方向延伸和扇形方向展开，能根据分路支架的数量增减形成直径不同的圆环结构，所述分路支架的展开角度和直径长度根据所述功放单卡模块的输出功率改变，所述信号分路单元、所述功放单卡单元、所述电源监控模块均设于所述分路支架上，所述信号合成模块、所述散热器设于所述圆环结构中。
10.根据权利要求1所述的一种大功率V频段功率放大器的结构，其特征在于，所述功放单卡模块的下表面与所述散热器的上表面紧贴，所述信号合成模块设于所述内圆环中，且所述信号合成模块的下表面与所述散热器的上表面紧贴，所述散热器的上表面面积大于所述功放单卡模块的下表面面积、所述信号合成模块的下表面面积。
...【技术特征摘要】
1.一种大功率v频段功率放大器的结构，包括信号分路模块、功放单卡模块、信号合成模块和散热装置，所述信号分路模块将一个信号等分为多路信号输出至所述功放单卡模块，所述功放单卡模块将每路信号放大并输出至所述信号合成模块，所述信号合成模块将多路信号合成为一个信号并输出，所述信号分路模块、所述功放单卡模块、所述信号合成模块依次沿竖直方向排列，所述散热器靠近所述功放单卡模块设置，其特征在于，所述信号分路模块包括多路信号分路单元，所述信号分路单元沿圆环方向径向排列，形成外圆环；所述功放单卡模块包括多路功放单卡单元，所述功放单卡单元沿同轴圆环径向排列，形成内圆环；所述信号合成模块靠近所述内圆环设置；还包括电源监控模块，所述电源监控模块包括多路电控单元，所述电控单元用于根据每一路功放单卡单元的工作状态进行控制保护。
2.根据权利要求1所述的一种大功率v频段功率放大器的结构，其特征在于，所述电控单元包括功放过流保护电路，所述功放过流保护电路包括检流电阻单元、差分放大器单元和控制单元，所述检流电阻串联于所述功放单卡单元，所述差分放大器单元并联于所述检流电阻单元两端，用于放大电压差；所述控制单元连接于所述差分放大器单元，用于比较电压差与阈值的大小，并控制所述功放单卡单元的通断。
3.根据权利要求1所述的一种大功率v频段功率放大器的结构，其特征在于，所述电控单元还包括功放栅压超范围保护电路，所述功放栅压超范围保护电路包括控制板、比较器电路，所述控制板输出高阈值、低阈值信号至所述比较器电路，所述比较器电路按时序采集各个功放单卡单元的栅极电压，当任一栅极电压超出高阈值、低阈值范围时，所述比较器电路发出告警信号至所述控制板，并控制对应功放单卡单元的通断。
4.根据权利要求1所述的一种大功率v频段功率放大器的结构，其特征在于，所述电控单元还包括输出功率控制电路，所述输出功率控制电路包括信号合成检波电路及控制电路，所述信号合成检波电路用于检测所述信号合成模块的输出端功率，所述控制电路用于控制所述功放单卡模块的输出功率。
5.根据权利要求4所述的一种大功率v频段功率放大器的结构，其特征在于，所述信号合成检波电路包括功率检波模块，功率检波模块设于所述信号合成模块的输出口用于检测其输出功率，根据所需的输出功率大小，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡业先，宋小伟，龚长生，贾鹏程，孔翔鸣，
申请(专利权)人：广州程星通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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