一种快负载响应高功率密度Ka波段发射组件及设计方法技术

本发明专利技术提出了一种快负载响应高功率密度Ka波段发射组件及设计方法，为了提升Ka波段固态发射组件的功率密度，基于氮化镓器件与波导空间功分合成网络提出一种堆叠式发射组件设计方案，组件中波导空间功分合成网络与组件盒体一体化加工集成，同时将组件供电单元、驱动功放单元及末级功放单元堆叠至功分合成网络之上，从而实现组件的高功率密度小型化；为了提升Ka波段固态发射组件的动态性能，组件供电单元以半桥LLC+双同步BUCK为主功率拓扑，以状态轨迹控制策略为主调频方案，在负载突变时，通过采集半桥LLC谐振槽电感电流、谐振电容电压与主拓扑负载电流并处理输出实现主功率拓扑的变频转换，优化组件的动态性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达发射。

技术介绍

1、ka波段的频率范围为26.5-40ghz。当前，ka波段固态发射组件主要用于机载雷达，其主要实现将x频段信号转换为ka频段信号并发射出去。当前，ka波段固态发射组件小型化、高功率密度化、高性能化发展趋势明显，大功率发射组件作为雷达发射分系统中的核心部分其备受关注。以氮化镓等第三代宽禁带半导体材料为基础的固态功放模块因其具有体积小、重量轻及稳定性强的优点极大地推动了固态发射组件的设计发展，但对于百瓦级发射功率而言，发射组件需要多路固态功放模块进行功分合成，同时考虑供电控制、监测以及散热等因素，传统大功率固态功放组件往往体积较大，功率密度较低。另外对于脉冲式负载而言，固态发射组件的设计往往忽略其供电单元对组件动态性能的影响而无法进一步优化该指标，因此提升固态发射组件的功率密度及效率，改善其脉冲负载情况下的动态性能，对于固态发射机大功率、小型化的研制具有重要的意义与工程价值。

技术实现思路

1、针对现有ka波段发射组件功率密度不高、动态响应较差的问题，本专利技术提出一种快负载本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种快负载响应高功率密度Ka波段发射组件，其特征在于：发射链路包含驱动功放单元、n路空间波导功分器、n路空间波导合成器、末级功放单元、供电单元、状态轨迹控制单元、采样与辅助供电单元及散热单元；其中，所述驱动功放单元包含隔离器、高频开关、驱动功放1、驱动功放2及波导微带转换结构；所述n路空间波导功分器与n路空间波导合成器组成空间波导功分合成网络；所述末级功放单元包含多路氮化镓功放模块，氮化镓功放模块包含波导微带转换结构、砷化镓一级驱动模块、微带功分器、氮化镓二级驱动模块；所述供电单元包含EMI滤波与保护电路、主功率拓扑“半桥LLC+双同步Buck”电路、状态轨迹控制单元、输出滤波与储能...

【技术特征摘要】

1.一种快负载响应高功率密度ka波段发射组件，其特征在于：发射链路包含驱动功放单元、n路空间波导功分器、n路空间波导合成器、末级功放单元、供电单元、状态轨迹控制单元、采样与辅助供电单元及散热单元；其中，所述驱动功放单元包含隔离器、高频开关、驱动功放1、驱动功放2及波导微带转换结构；所述n路空间波导功分器与n路空间波导合成器组成空间波导功分合成网络；所述末级功放单元包含多路氮化镓功放模块，氮化镓功放模块包含波导微带转换结构、砷化镓一级驱动模块、微带功分器、氮化镓二级驱动模块；所述供电单元包含emi滤波与保护电路、主功率拓扑“半桥llc+双同步buck”电路、状态轨迹控制单元、输出滤波与储能电路；所述采样与辅助供电单元包含温度检测电路、电压电流检测电路、功率检测电路、保护电路及数据处理电路。

2.根据权利要求1所述的快负载响应高功率密度ka波段发射组件，其特征在于：所述n路空间波导功分器与n路空间波导合成器组成的功分合成网络、散热单元与ka波段固态发射组件的盒体进行一体化集成加工；所述驱动功放单元、末级功放单元、供电单元、状态轨迹控制单元及采样与辅助供电单元堆叠至功分合成网络与散热单元之上，其中驱动功放单元与末级功放单元在组件长度上并排放置，驱动功放单元与末级功放单元波导口位于模块的下方并通过波导微带转换结构与下方的功分合成网络连接，供电单元、状态轨迹控制单元及采样与辅助供电单元在宽度上与功放模块并排放置。

3.一种根据权利要求1或权利要求2所述的快负载响应高功率密度ka波段发射组件的设计方法，其特征在于：所述驱动功放单元对输入激励信号进行驱动放大，并输入到n路空间波导功分器，功分后分别输入到多路末级功放模块，将n路末级功放模输出功率经过n路空间波导合成器合成并输出；所述供...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏熙，周一帆，王康，臧恒，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：