CN101951034B - 基于脉冲功率放大器的供电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于脉冲功率放大器的供电装置，该供电装置由依次连接的储能电路模块、调制电路模块、脉冲修正模块和高频扼流模块组成，其中，调制电路模块连接控制信号。总电源经过储能电路模块后，在调制电路模块的控制信号作用下进行调制，输出脉冲电压波形，然后经过脉冲修正模块即可产生出上升沿和下降沿陡峭的脉冲电压波形，最后经过高频扼流模块供给功率放大器。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波功率放大器的供电系统，特别是基于脉冲功率放大器的供电装置。
背景技术
脉冲雷达发射机中，功率放大组件在工作期间会输出很高的峰值功率，这就需要功放的供电系统提供很高的峰值电流，高的峰值电流必然对总电源电压的稳定度和纹波造成很大的影响，故可变负载功放电源的设计成为发射机设计中的重要组成部分。
脉冲雷达发射机在射频调制的同时还采用电源调制，不但能提高发射机的效率，而且能增加已调射频信号的杂散抑制度。
针对以上两种情况，设计一种脉冲功率放大器的供电装置已经成为本领域技术人员所关注的热点。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于脉冲功率放大器的供电装置，为脉冲雷达发射机提供高稳定电源。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种基于脉冲功率放大器的供电装置，其特征在于，该供电装置由依次连接的储能电路模块、调制电路模块、脉冲修正模块和高频扼流模块组成，其中，调制电路模块连接控制信号。
总电源经过储能电路模块后，在控制信号的作用下进行调制，输出脉冲电压波形，然后经过脉冲修正模块即可产生出上升沿和下降沿很好的脉冲电压波形，最后经过高频扼流模块供给功率放大器。
所述的储能电路模块用来对因高峰值电流而被拉低的总电源电压进行补偿，以保证脉冲功放对供电电压顶降和纹波的要求，它主要由储能电容组成。
所述的调制电路模块的作用是产生调制信号，该调制信号波形是一个占空比可以改变的矩形波，矩形波的上升沿和下降沿延迟时间和调制电路的器件选择有关，它主要由晶体管和电阻构成。
所述的脉冲修正模块是用来对调制电路产生的矩形波的上升和下降沿进行补偿，以使高低电平的过渡时间缩短，有利于提高其矩形系数。它主要由二极管、电阻和电容构成。
所述的高频扼流模块用来阻止射频信号串入供电装置，同时还要让脉冲电源无阻碍的供给功率放大器使用。它主要由低阻抗开路枝节和四分之一波长高阻线构成。
附图说明
图1为本发明的电路原理方框图；
图2为本发明的电路原理图。
以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
参阅图1和图2所示，本发明的基于脉冲功率放大器的供电装置，由依次连接的储能电路模块、调制电路模块、脉冲修正模块和高频扼流模块组成，其中，调制电路模块连接控制信号。
总电源经过储能电路模块后，在调制电路模块的控制信号作用下进行调制，输出脉冲电压波形，然后经过脉冲修正模块即可产生出上升沿和下降沿陡峭的脉冲电压波形，最后经过高频扼流模块供给功率放大器。
储能电路模块由电解电容C1和C2构成，C1用来消除电源电压毛刺，C2用来对电压进行储能。其原理是，设I1为充电电流，T1为充电时间，I2为放电电流，T2为放电时间，△U为电容放电后引起的电压压降，IP为脉冲功放所需的峰值电流，τ为脉冲的脉宽，Q为电荷电量。忽略电容内部的等效电阻，根据电荷守恒原理即可计算出所需的电容值大小以及充放电时间，也即是电容放电泄放掉的电荷等于电容放电后电压下降引起的电荷损失，根据公式I×T=Q=C×U可得，由I2×T2=C×△U，可得C=(I2×T2)/△U，此时I2=IP，T2=τ，由此可得C=(IP×τ)/△U，同时由I1×T1=I2×T2得到T1=(I2×T2)/I1=(IP×τ)/I1。
调制电路模块由V1、V2、R1、R2、R3和R4组成，其中V1为场效应开关管，V2为开关三极管，V1和V2都工作在开关状态，用V2的通与断来控制V1的通与断，从而对电源进行调制，R4和R3对输入的矩形波控制信号形成分压并进行限流，以控制V2的开关速度和保护V2。R1、R2用来调整V1的栅源电压。
所述的脉冲修正模块由二极管D1、电阻R5、电容C3和电阻R6构成，二极管D1用来防止脉冲关断时产生的过冲负压，该二极管D1的耐压值要高于供电电压。电容C3和电阻R5一起构成脉冲电压关断后的交流电荷放电回路，电阻R6用于脉冲电压关断后的直流电荷泄放回路，共同使脉冲下降沿更陡峭。
所述的高频扼流是由低阻抗开路枝节、四分之一波长高阻线组成，用来阻止射频信号串入供电装置，同时还要让脉冲电源无阻碍的供给功放使用。低阻抗开路枝节的位置刚好在距功放四分之一波长高阻线的终端位置，这样对功放中的射频信号就形成了接地点（四分之一波长开路线相当于短路）。高阻线的宽度下限以能承受住功放所需的电流为准。
Claims (4)
1.一种基于脉冲功率放大器的供电装置，其特征在于，该供电装置由依次连接的储能电路模块、调制电路模块、脉冲修正模块和高频扼流模块组成，其中，调制电路模块连接控制信号；
总电源经过储能电路模块后，在控制信号的作用下进行调制，输出脉冲电压波形，然后经过脉冲修正模块即可产生出上升沿和下降沿很好的脉冲电压波形，最后经过高频扼流模块供给功率放大器；
所述的脉冲修正模块由二极管D1、电阻R5、电容C3和电阻R6构成，其中，二极管D1用来防止脉冲关断时产生的过冲负压，该二极管D1的耐压值要高于供电电压，电容C3和电阻R5一起构成脉冲电压关断后的交流电荷放电回路，电阻R6用于脉冲电压关断后的直流电荷泄放回路；
所述的高频扼流模块由低阻抗开路枝节和四分之一波长高阻线构成，用于阻止射频信号串入，同时还要让脉冲电源无阻碍地供给功率放大器。
2.如权利要求1所述的基于脉冲功率放大器的供电装置，其特征在于，所述的储能电路模块由两个电容组成，用于对因高峰值电流而被拉低的总电源电压进行补偿；
所述的调制电路模块，由晶体管和电阻构成，用于产生调制信号，该调制信号波形是一个占空比可以改变的矩形波；
所述的脉冲修正模块，由二极管、电阻和电容构成，用于对调制电路模块产生的矩形波的上升和下降沿进行补偿，以使高低电平的过渡时间缩短。
3.如权利要求2所述的基于脉冲功率放大器的供电装置，其特征在于，所述的储能电路模块由电解电容C1和电解电容C2并联构成，其中，电解电容C1用来消除电源电压毛刺，电解电容C2用来对电压进行储能。
4.如权利要求2所述的基于脉冲功率放大器的供电装置，其特征在于，所述的调制电路模块由场效应开关管V1、开关三极管V2、电阻R1、电阻R2、R3和电阻R4组成。
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