CN105634419A - 一种c波段大功率固态功率放大器 - Google Patents

一种c波段大功率固态功率放大器 Download PDF

Info

Publication number
CN105634419A
CN105634419A CN201510996535.3A CN201510996535A CN105634419A CN 105634419 A CN105634419 A CN 105634419A CN 201510996535 A CN201510996535 A CN 201510996535A CN 105634419 A CN105634419 A CN 105634419A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
signal
power amplifier
amplifier
hot plug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510996535.3A
Other languages
English (en)
Inventor
杨作成
李楠
张静
朱秀敏
张志忠
杨贺
仝信男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
CETC 54 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 54 Research Institute filed Critical CETC 54 Research Institute
Priority to CN201510996535.3A priority Critical patent/CN105634419A/zh
Publication of CN105634419A publication Critical patent/CN105634419A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers

Abstract

本发明公开了一种C波段大功率固态功率放大器，包括驱动级功放、末级功放、监控单元和电源。末级功放包括1分8分路器、第一至第八热插拔功放和8合1合路器；分路器通过二进制威尔金森功分电路，合路器通过大功率波导魔T实现与热插拔功放的相互隔离；热插拔功放通过控制供电以及检测输出功率、反射功率实现带电热拔插。本发明通过采用各端口隔离的分/合路器以及模块化的热插拔功放，实现了末级功放的带电热拔插，提高了设备可维修性，增强了系统的稳定性；本发明采用8路热插拔功放通过并行功率合成实现了连续波1KW功率输出。

Description

一种C波段大功率固态功率放大器
技术领域
本发明涉及通信领域中的一种C波段大功率固态功率放大器，特别适用于C波段通信系统的发射信道中完成射频信号功率放大的传输装置。
背景技术
随着散射通信技术的发展，对C频段通信系统的发射功率的要求越来越大。目前在散射通信系统C频段上广泛使用的固态功率放大器多为百瓦量级，且各功放模块以螺钉方式固定于散热片上，其中某个功放出现故障，必须整机断电维修，造成功放的维修与可靠性的降低不能满足散射通信的高可靠性及快速维修的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供高可靠性、维修方便、性能稳定的一种C波段全固态功率放大器。本放大器的功率容量能达到1KW，并且实现故障率较高的大功率功放模块的正常工作时的带电热插拔，解决了C波段散射通信系统中所需要的全固态大功率功率放大器的需求。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种C波段大功率固态功率放大器，包括驱动级功放2、末级功放4、监控单元11和电源12；驱动级功放2接收外部射频信号并进行放大，将放大后的射频信号输出至末级功放4，末级功放4将放大后的射频信号分成N路等幅同相相互隔离的驱动信号，将每路驱动信号分别进行放大得到预设电平的射频功率信号后，将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成输出大功率信号。
其中，所述的末级功放4将放大后的射频信号分成N路等幅同相相互隔离的驱动信号中通过二进制威尔金森功分电路实现相互隔离，所述的将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成中通过大功率波导魔T实现相互隔离。
其中，所述的末级功放4包括1分8分路器3、第一至第八热插拔功放4-1至4-8和8合1合路器5；1分8分路器3将放大后的射频信号分成8路等幅同相相互隔离的驱动信号，将每路驱动信号一一对应输出至第一至第八热插拔功放4-1至4-8；第一至第八热插拔功放4-1至4-8分别将驱动信号进行放大得到预设电平的射频功率信号后输出至8合1合路器5；8合1合路器5将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成输出大功率信号。
其中，所述的第一热插拔功放4-1包括开关控制模块402、放大器401和输出功率及反射检测模块403；输出功率及反射检测模块403用于检测放大器401的输出驻波，并将输出驻波反馈到开关控制模块402；开关控制模块402根据输出驻波控制放大器401的供电；放大器401对1分8分路器3输出的驱动信号进行放大后经由输出功率及反射检测模块403输出。
其中，第二至第八热插拔功放4-2至4-8与第一热插拔功放4-1的结构相同。
其中，所述的C波段大功率固态功率放大器还包括数控衰减器1、功率耦合器6、波导环形器7、功率检测模块8、反射耦合器9和功率负载10；数控衰减器1接收外部射频信号，根据通信需求对射频信号进行电平控制后输出到驱动级功放2；末级功放4将大功率信号输出至功率耦合器6；功率耦合器6对大功率信号进行采样后分别输出至波导环形器7和功率检测模块8；波导环形器7把功率耦合器输入的采样功率信号进行输出，同时把其输出端口的反射信号输入到反射耦合器9；反射耦合器9对反射信号进行采样后分别输出至功率负载10及功率检测模块8；功率检测模块8对收到的采样反射信号进行模数转换后传输给监控单元11。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)内建冗余技术，本固态功率放大器由多个末级并联构成，采用各端口隔离的分路器与合路器，使得各功放模块之间故障相互隔离，从而使得当其中某个末级功放模块出现故障时仅仅有性能上的衰退，而不会出现系统的不工作，从而获得高可靠性。
(2)射频模块的热插拔技术，C波段全固态大功率放大器由多个完全一样的，位置可互换的，带电热插拔末级功放组成。每个模块的工作状态可由监控单元给出。当一个末级功放出现故障时，可以不影响系统工作的情况下带电更换。
(3)本发明每个末级功放功率容量可达到160W，使得整个C波段固态功率放大器连续波输出功率达到1KW。
附图说明
图1是本发明的固态功率放大器结构示意图；
图2是本发明的热插拔功放结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的一种C波段大功率固态功率放大器结构示意图，本发明的固态功率放大器，包括数控衰减器1、驱动级功放2、末级功放4、功率耦合器6、波导环形器7、功率检测模块8、反射耦合器9、功率负载10、监控单元11和电源12。
数控衰减器1完成输入射频信号的程控电平控制；驱动级功放2提供末级功放所需的驱动射频信号；末级功放4完成射频信号的功率放大；功率耦合器6、波导环形器7、功率检测模块8、反射耦合器9、功率负载10、监控单元11完成放大后的射频功率信号与反射信号的采样、检测，并提供反射保护；电源12，提供系统中其他各个模块所需电源。
末级功放4包括1分8分路器3、第一至第八热插拔功放4-1至4-8和8合1合路器5；1分8分路器3用于将放大后的射频信号分成8路等幅同相相互隔离的驱动信号；第一至第八热插拔功放4-1至4-8用于分别将驱动信号进行放大得到预设电平的射频功率信号；8合1合路器5用于将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成输出大功率信号。
1分8分路器3与第一至第八热插拔功放4-1至4-8输入端口相连的8个端口通过二进制威尔金森功分电路实现相互隔离，当其中一个或几个热插拔功放断开时，不会影响其他热插拔功放的正常工作。
8合1合路器5与第一至第八热插拔功放4-1至4-8输出端口相连的8个端口通过大功率波导魔T实现相互隔离，当其中一个或几个热插拔功放故障时，不会影响其他热插拔功放的正常工作，并且在此状态长时间大功率工作时不会出现故障。
如图2所示，热插拔功放包括开关控制模块402、放大器401和输出功率及反射检测模块403；输出功率及反射检测模块403用于检测放大器401的输出驻波，并将输出驻波反馈到开关控制模块402；开关控制模块402根据输出驻波控制放大器401的供电；放大器401对1分8分路器3输出的驱动信号进行放大后经由输出功率及反射检测模块403输出。
热插拔功放可以正常工作带电热拔插，具有上电智能控制功能；具有输出功率和反射功率检测功能，并根据这些变量智能判断模块工作状态是否正常，并进行相应操作。
反射耦合器9，对反射功率进行实时取样输入到功率检测模块8里，当反射功率超过功率负载10所承受的功率时，通过总线传递给监控单元11，然后由监控单元11控制数控衰减1来降低进入驱动级功放2的输入电平，使其驱动末级功放4的输出电平降低，从而降低功放的输出功率，使得反射功率能够降低到功率负载10能够承受。
本发明的简要工作原理：
射频信号进入数控衰减器1控制到要求的电平后进入驱动级功放2进行射频信号的放大，放大后的射频信号进入1分8分路器3分成8路等幅同相的驱动信号，驱动信号分别进入第一至第八热插拔功放4-1至4-8放大后输出指定电平的射频功率信号，8路射频功率信号进入8合1合路器5进行功率合成后输出功率信号，经过功率耦合器6后由波导环形器7的输出端口输出；波导环形器7和功率负载10分别对后面射频链路的阻抗不匹配造成的功率反射进行吸收，来保护固态功率放大器的正常运行；功率耦合器6负责对输出功率信号进行采样；反射耦合器9负责对反射信号进行采样；两路采样信号进入功率检测模块8进行模数转换后传输给监控单元11进行智能控制；电源12提供功率放大器内各有源模块的电源供给。

Claims (6)

1.一种C波段大功率固态功率放大器，包括驱动级功放(2)、末级功放(4)、监控单元(11)和电源(12)；其特征在于：驱动级功放(2)接收外部射频信号并进行放大，将放大后的射频信号输出至末级功放(4)，末级功放(4)将放大后的射频信号分成N路等幅同相相互隔离的驱动信号，将每路驱动信号分别进行放大得到预设电平的射频功率信号后，将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成输出大功率信号。
2.根据权利要求1所述的一种C波段大功率固态功率放大器，其特征在于：所述的末级功放(4)将放大后的射频信号分成N路等幅同相相互隔离的驱动信号中通过二进制威尔金森功分电路实现相互隔离，所述的将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成中通过大功率波导魔T实现相互隔离。
3.根据权利要求1或2所述的一种C波段大功率固态功率放大器，其特征在于：所述的末级功放(4)包括1分8分路器(3)、第一至第八热插拔功放(4-1至4-8)和8合1合路器(5)；1分8分路器(3)将放大后的射频信号分成8路等幅同相相互隔离的驱动信号，将每路驱动信号一一对应输出至第一至第八热插拔功放(4-1至4-8)；第一至第八热插拔功放(4-1至4-8)分别将驱动信号进行放大得到预设电平的射频功率信号后输出至8合1合路器(5)；8合1合路器(5)将每路射频功率信号进行相互隔离的功率合成输出大功率信号。
4.根据权利要求3所述的一种C波段大功率固态功率放大器，其特征在于：所述的第一热插拔功放(4-1)包括开关控制模块(402)、放大器(401)和输出功率及反射检测模块(403)；输出功率及反射检测模块(403)用于检测放大器(401)的输出驻波，并将输出驻波反馈到开关控制模块(402)；开关控制模块(402)根据输出驻波控制放大器(401)的供电；放大器(401)对1分8分路器(3)输出的驱动信号进行放大后经由输出功率及反射检测模块(403)输出。
5.根据权利要求4所述的一种C波段大功率固态功率放大器，其特征在于：第二至第八热插拔功放(4-2至4-8)与第一热插拔功放(4-1)的结构相同。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种C波段大功率固态功率放大器，其特征在于：所述的C波段大功率固态功率放大器还包括数控衰减器(1)、功率耦合器(6)、波导环形器(7)、功率检测模块(8)、反射耦合器(9)和功率负载(10)；数控衰减器(1)接收外部射频信号，根据通信需求对射频信号进行电平控制后输出到驱动级功放(2)；末级功放(4)将大功率信号输出至功率耦合器(6)；功率耦合器(6)对大功率信号进行采样后分别输出至波导环形器(7)和功率检测模块(8)；波导环形器(7)把功率耦合器输入的采样功率信号进行输出，同时把其输出端口的反射信号输入到反射耦合器(9)；反射耦合器(9)对反射信号进行采样后分别输出至功率负载(10)及功率检测模块(8)；功率检测模块(8)对收到的采样反射信号进行模数转换后传输给监控单元(11)。
CN201510996535.3A 2015-12-25 2015-12-25 一种c波段大功率固态功率放大器 Pending CN105634419A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510996535.3A CN105634419A (zh) 2015-12-25 2015-12-25 一种c波段大功率固态功率放大器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510996535.3A CN105634419A (zh) 2015-12-25 2015-12-25 一种c波段大功率固态功率放大器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105634419A true CN105634419A (zh) 2016-06-01

Family

ID=56049042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510996535.3A Pending CN105634419A (zh) 2015-12-25 2015-12-25 一种c波段大功率固态功率放大器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105634419A (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106487340A (zh) * 2016-09-30 2017-03-08 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种用于恶劣环境下的c波段高功率放大器
CN106656075A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 石家庄开发区泰顺电子通讯有限公司 短波全频段500w固态放大器
CN106788573A (zh) * 2017-04-01 2017-05-31 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种c波段大功率射频收发设备
CN106961285A (zh) * 2017-03-23 2017-07-18 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种全频段工作的散射通信高频设备
CN107070416A (zh) * 2017-04-01 2017-08-18 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种支持热插拔的功率放大器模块
CN107395140A (zh) * 2017-07-28 2017-11-24 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种c波段高功率放大器
CN107947744A (zh) * 2017-11-28 2018-04-20 广东工业大学 一种功率合成型的功率放大器及毫米波芯片
CN108732490A (zh) * 2018-08-31 2018-11-02 成都天箭科技股份有限公司 微波固态功率放大器全自动无人老炼试验和寿命试验系统
CN108809263A (zh) * 2017-05-05 2018-11-13 罗德施瓦兹两合股份有限公司 放大器布置和方法
CN109003873A (zh) * 2018-08-17 2018-12-14 北京无线电测量研究所 一种c波段功率辐射源
CN109361362A (zh) * 2018-12-18 2019-02-19 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种固态高功率放大器
CN113411057A (zh) * 2021-07-30 2021-09-17 广州慧智微电子有限公司 一种功率放大装置、方法及设备
CN114024515A (zh) * 2021-09-18 2022-02-08 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种双模功率放大器
CN114843732A (zh) * 2022-01-27 2022-08-02 散裂中子源科学中心 一种高功率固态功率源合成电路
CN115038285A (zh) * 2022-06-09 2022-09-09 中国科学院近代物理研究所 可插拔模块化功放结构及其操作方法
CN115242200A (zh) * 2022-09-15 2022-10-25 成都国盛军通科技有限公司 一种c波段射频信号功率放大装置和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102355207A (zh) * 2011-09-29 2012-02-15 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种Ka频段固态功率放大器
CN202261170U (zh) * 2011-10-26 2012-05-30 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种s波段倍频程宽带功率放大器装置
CN103166166A (zh) * 2011-12-08 2013-06-19 迈普通信技术股份有限公司 热插拔控制器保护电路
CN104348426A (zh) * 2014-12-03 2015-02-11 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种p波段大功率放大器装置
CN104467708A (zh) * 2014-12-22 2015-03-25 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种c波段空间功率合成固态功率放大器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102355207A (zh) * 2011-09-29 2012-02-15 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种Ka频段固态功率放大器
CN202261170U (zh) * 2011-10-26 2012-05-30 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种s波段倍频程宽带功率放大器装置
CN103166166A (zh) * 2011-12-08 2013-06-19 迈普通信技术股份有限公司 热插拔控制器保护电路
CN104348426A (zh) * 2014-12-03 2015-02-11 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种p波段大功率放大器装置
CN104467708A (zh) * 2014-12-22 2015-03-25 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种c波段空间功率合成固态功率放大器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘永强: "智能化全固态电视发射机", 《2006全国广播电视发射技术论文集（1）》 *
张荣建: "一种C波段1000瓦全固态功率放大器的应用介绍", 《第八届国际广播电视技术讨论会论文集》 *
李志强: "C波段400W固态功率放大器的设辻与实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》 *

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106487340B (zh) * 2016-09-30 2018-11-16 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种用于恶劣环境下的c波段高功率放大器
CN106487340A (zh) * 2016-09-30 2017-03-08 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种用于恶劣环境下的c波段高功率放大器
CN106656075A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 石家庄开发区泰顺电子通讯有限公司 短波全频段500w固态放大器
CN106656075B (zh) * 2016-12-13 2023-06-13 石家庄开发区泰顺电子通讯有限公司 短波全频段500w固态放大器
CN106961285A (zh) * 2017-03-23 2017-07-18 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种全频段工作的散射通信高频设备
CN106961285B (zh) * 2017-03-23 2019-03-29 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种全频段工作的散射通信高频设备
CN107070416A (zh) * 2017-04-01 2017-08-18 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种支持热插拔的功率放大器模块
CN106788573B (zh) * 2017-04-01 2018-12-25 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种c波段大功率射频收发设备
CN107070416B (zh) * 2017-04-01 2023-05-02 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种支持热插拔的功率放大器模块
CN106788573A (zh) * 2017-04-01 2017-05-31 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种c波段大功率射频收发设备
CN108809263A (zh) * 2017-05-05 2018-11-13 罗德施瓦兹两合股份有限公司 放大器布置和方法
CN108809263B (zh) * 2017-05-05 2023-12-26 罗德施瓦兹两合股份有限公司 放大器布置电路和方法
CN107395140A (zh) * 2017-07-28 2017-11-24 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种c波段高功率放大器
CN107947744A (zh) * 2017-11-28 2018-04-20 广东工业大学 一种功率合成型的功率放大器及毫米波芯片
CN107947744B (zh) * 2017-11-28 2021-04-16 广东工业大学 一种功率合成型的功率放大器及毫米波芯片
CN109003873A (zh) * 2018-08-17 2018-12-14 北京无线电测量研究所 一种c波段功率辐射源
CN108732490A (zh) * 2018-08-31 2018-11-02 成都天箭科技股份有限公司 微波固态功率放大器全自动无人老炼试验和寿命试验系统
CN108732490B (zh) * 2018-08-31 2024-02-23 成都天箭科技股份有限公司 微波固态功率放大器全自动无人老炼试验和寿命试验系统
CN109361362A (zh) * 2018-12-18 2019-02-19 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种固态高功率放大器
CN113411057A (zh) * 2021-07-30 2021-09-17 广州慧智微电子有限公司 一种功率放大装置、方法及设备
CN114024515A (zh) * 2021-09-18 2022-02-08 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种双模功率放大器
CN114843732A (zh) * 2022-01-27 2022-08-02 散裂中子源科学中心 一种高功率固态功率源合成电路
CN115038285A (zh) * 2022-06-09 2022-09-09 中国科学院近代物理研究所 可插拔模块化功放结构及其操作方法
CN115242200A (zh) * 2022-09-15 2022-10-25 成都国盛军通科技有限公司 一种c波段射频信号功率放大装置和方法
CN115242200B (zh) * 2022-09-15 2023-01-06 成都国盛军通科技有限公司 一种c波段射频信号功率放大装置和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105634419A (zh) 一种c波段大功率固态功率放大器
CN101350599B (zh) 一种功率放大方法、装置和基站
CN102281113B (zh) 通信中继装置及其驻波比检测装置和方法
CN102355207B (zh) 一种Ka频段固态功率放大器
CN102025432A (zh) 隔离器正反向无源互调测试装置及方法
CN102545788A (zh) 一种多路非对称Doherty放大器
CN202197283U (zh) 通信中继装置及其驻波比检测装置
CN106850032B (zh) 数字光纤直放站的冗余备份近端机、远端机及其系统
CN101895337B (zh) 一种双光纤热备份射频智能光模块
CN104901638B (zh) 多通道数字预失真dpd功放系统
CN109361463A (zh) 一种多通道rof系统及实现方法
CN104640011A (zh) 一种应用于ap的双频功放装置及ap设备
KR20120013138A (ko) 복수 방식을 지원하는 증폭기 및 그 증폭 방법
CN109379141B (zh) 一种时分双工光载无线传输系统
CN101834571A (zh) 高效线性功率放大电路
CN104104407A (zh) 一种多功能微波收发前端
CN106656339A (zh) 具有光损自动增益补偿的gsm‑r直放站以太网双纤光端机
CN201222725Y (zh) 多模式无线通信装置及信号传输模块
EP4020845A1 (en) Rof communication remote machine and rof system
CN203014823U (zh) 双频智能光射频一体化终端
CN114665903B (zh) 毫米波前端处理电路
CN108900207B (zh) 功放装置、射频信号处理系统和基站
CN205681417U (zh) 集群通信的直放机设备
CN103220043B (zh) 双路WiFi信号混合传输的合路/分路方式
CN219697613U (zh) 一种星载固态功率放大器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160601