CN106656075B - 短波全频段500w固态放大器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种短波全频段500W固态放大器，壳体上的信号输入接口与衰减关断板模块的输入口连接，输入信号经过衰减关断板模块衰减之后进入前置放大模块，前置放大模块将输入的信号进行前置放大之后均分为四等份分别输入到四个200W功放模块，四个200W功放模块的输出端分别与功率合成输出模块的四个输入端电连接，功率合成输出模块将输入的信号进行合成之后经过高频线输出。运用模块化设计，从而简化整个电路设计，提高设计制造效率，同时在某一个模块出现损坏时，仅需要更换损坏的模块即可，从而降低维修成本。

Description

短波全频段500W固态放大器

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，具体而言，涉及一种短波全频段500W固态放大器。

背景技术

固态功率放大器是固态发射机中的关键部件，广泛应用于软件无线电电台、有源相控阵雷达、综合化航空电子设备等领域中。目前我国500W短波发射机的高频前端固态放大器主要依赖进口，国内能够自主生产的企业较少，并且性能难以满足实际需求。目前实际应用中的短波全频段500W固态放大器均为一体化结构，设计制造过程复杂，某一部分坏掉必须整体进行原因查找和维修，或者整体更换，维修时间长、成本高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种短波全频段500W固态放大器，以解决现有技术中的固态放大器结构复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种短波全频段500W固态放大器，包括壳体、用于进行信号处理和输入电源分配的控制模块、用于进行激励信号预放大的前置放大模块、用于进行功率放大的四个200W功放模块、用于进行功率合成的功率合成输出模块，控制模块安装于控制盒内，前置放大模块安装于前置放大盒内，200W功放模块安装于功放盒内，控制盒、前置放大盒和功放盒可插拔地安装于壳体内，功率合成输出模块可拆卸地安装于壳体内，壳体上的信号输入接口经衰减关断板模块与前置放大模块的输入口连接，前置放大模块将输入的信号进行前置放大之后均分为四等份分别输入到四个200W功放模块，四个200W功放模块的输出端分别与功率合成输出模块的四个输入端电连接，功率合成输出模块将输入的信号进行合成之后经过高频线输出。

进一步地，短波全频段500W固态放大器还包括用于进行输入信号衰减的衰减关断板模块，衰减关断板模块可拆卸地安装于壳体内并串联于壳体上的信号输入接口与前置放大模块的输入口之间，正反向功率采样线连接于功率合成输出模块的输出端和控制模块之间，控制线连接于控制模块和衰减关断板模块之间，控制模块通过正反向功率采样线对功率合成输出模块的输出端信号中的驻波比进行采样并根据采样得到的驻波比的大小来控制衰减关断板模块的输出信号的衰减量，衰减关断板模块的输出信号的衰减量与功率合成输出模块的输出端信号中的驻波比正相关。

进一步地，当功率合成输出模块的输出端信号中的驻波比大于2时，控制模块控制衰减关断板模块的电路通道断开。

进一步地，200W功放模块中设置有用于进行温度采集的温度传感器，温度传感器通过温度线与控制模块连接，短波全频段500W固态放大器还包括散热风扇，散热风扇安装于壳体的出风口位置并与控制模块通过转速控制线连接，控制模块根据温度传感器采集到的温度值调整散热风扇的转速。

进一步地，当温度传感器采集到的温度值超过设定值时，控制模块切断与四个200W功放模块电源线路。

进一步地，短波全频段500W固态放大器还包括液晶显示模块，控制模块与液晶显示模块通过高频线连接，液晶显示模块安装于壳体上的显示窗口位置，200W功放模块的状态信息、衰减关断板模块的输出信号信息和功率合成输出模块的输出信号信息通过液晶显示模块显示。

进一步地，短波全频段500W固态放大器还包括指示板模块，指示板模块包括状态指示灯和蜂鸣器组成，控制模块与指示板模块通过指示线连接，指示板模块安装于壳体上开设的指示孔中，指示板模块根据200W功放模块的状态和功率合成输出模块的输出信号信息进行指示。

进一步地，功放盒的一侧设置有散热片。

应用本发明的技术方案，运用模块化设计，将短波全频段500W固态放大器内部的各个部分进行独立分块设计和制造，控制模块、前置放大模块和四个200W功放模块可插拔地安装于壳体内，功率合成输出模块可拆卸地安装于壳体内，从而简化整个电路设计，并且各个模块能够同步进行设计制造，从而提高设计制造效率，缩短设计制造时间，同时在某一个模块出现损坏时，仅需要更换损坏的模块即可，从而降低维修成本，提高维修效率。本发明的短波全频段500W固态放大器还具有结构新颖、安装方便的特点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的短波全频段500W固态放大器的安装散热风扇一侧的结构框图；

图2示出了图1的后视结构框图；

图3示出了图1和图2中各个模块连接电路原理图；

图4示出了图3中的衰减关断板模块的电路原理图；

图5示出了图3中的前置放大模块的电路原理图；

图6示出了图3中的200W功放模块电路原理图，；

图7示出了图3中的功率合成输出模块的电路原理图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；20、控制模块；30、前置放大模块；40、200W功放模块；50、功率合成输出模块；60、衰减关断板模块；70、散热风扇；80、液晶显示模块；90、指示板模块；100、输入信号接口；200、信号输出接口；300、调整程序输入接口；400、电源输入接口；A、衰减关断板模块的激励信号输入端口；B、功率合成输出模块的信号输出端口；C、衰减关断板模块的信号输出端口/前置放大模块的信号输入端口；D1/D2、控制模块向衰减关断板模块的控制信号输入端口；E1/E2/E3/E4、分别为前置放大模块的信号输出端口/四个200W功放模块的信号输入端口；F1/F2/F3/F4、分别为四个200W功放模块的信号输出端口/功率合成输出模块的信号输入端口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为解决现有技术中的固态放大器结构复杂的问题，本发明提供了一种短波全频段500W固态放大器。

如图1至图3所示，短波全频段500W固态放大器包括壳体10、用于进行信号处理和输入电源分配的控制模块20、用于进行激励信号预放大的前置放大模块30、用于进行功率放大的四个200W功放模块40、用于进行功率合成的功率合成输出模块50，控制模块20安装于控制盒内，前置放大模块30安装于前置放大盒内，200W功放模块40安装于功放盒内，控制盒、前置放大盒和功放盒可插拔地安装于壳体10内，功率合成输出模块50可拆卸地安装于壳体10内，壳体10上的信号输入接口100经衰减关断板模块60与前置放大模块30的输入口连接，前置放大模块30将输入的信号进行前置放大之后均分为四等份分别输入到四个200W功放模块40，四个200W功放模块40的输出端分别与功率合成输出模块50的四个输入端电连接，功率合成输出模块50将输入的信号进行合成之后经过高频线输出。

运用模块化设计，将短波全频段500W固态放大器内部的各个部分进行独立分块设计和制造，控制模块20、前置放大模块30和四个200W功放模块40可插拔地安装于壳体10内，功率合成输出模块50可拆卸地安装于壳体10内，从而简化整个电路设计，并且各个模块能够同步进行设计制造，从而提高设计制造效率，缩短设计制造时间，同时在某一个模块出现损坏时，仅需要更换损坏的模块即可，从而降低维修成本，提高维修效率。

优选地，前置放大模块30将输入的信号进行前置放大之后均分为四等份分别同时同相输入到四个200W功放模块40中。

如图1至图3所示，短波全频段500W固态放大器还包括用于进行输入信号衰减的衰减关断板模块60，衰减关断板模块60可拆卸地安装于壳体10内并串联于壳体10上的信号输入接口100与前置放大模块30的输入口之间，正反向功率采样线连接于功率合成输出模块50的输出端和控制模块20之间，控制线连接于控制模块20和衰减关断板模块60之间，控制模块20通过正反向功率采样线对功率合成输出模块50的输出端信号中的驻波比进行采样并根据采样得到的驻波比的大小来控制衰减关断板模块60的输出信号的衰减量，衰减关断板模块60的输出信号的衰减量与功率合成输出模块50的输出端信号中的驻波比正相关，当功率合成输出模块50的输出端信号中的驻波比大于2时，控制模块20控制衰减关断板模块60的电路通道断开。

激励信号从壳体10上的输入信号接口100进入衰减关断板模块60，经过衰减关断板模块60之后进入前置放大模块30放大之后四等分再分别同时同相输入四个200W功放模块40中，四个200W功放模块40对信号进一步功放之后同时同相输入功率合成输出模块50进行合成，再从壳体10上的信号输出接口200输出。如图2所示，壳体10上还设置有用于对衰减关断板模块60输入调整程序的调整程序输入接口300，在完成本发明的短波全频段500W固态放大器制造之后，从调整程序输入接口300向衰减关断板模块60输入调整程序。

当负载发生变化时，会使得功率合成输出模块50的输出端信号中出现驻波，驻波的比例与负载的变化频率和变化大小正相关，当驻波达到一定的比例时，将会对整个短波全频段500W固态放大器造成破坏，影响其正常使用，进而对负载设备造成破坏。本发明的控制模块20通过正反向功率采样线对功率合成输出模块50的输出端信号中的驻波比进行采样并根据采样得到的驻波比的大小来控制衰减关断板模块60的输出信号的衰减量，从而降低减小输入前置放大模块30和四个200W功放模块40的输入信号，进而减小最终的输出信号，防止对负载设备造成破坏，保证短波全频段500W固态放大器的安全，当功率合成输出模块50的输出端信号中的驻波比大于2时，控制模块20控制衰减关断板模块60的电路通道断开。

如图1至图3所示，200W功放模块40中设置有用于进行温度采集的温度传感器，温度传感器通过温度线与控制模块20连接，短波全频段500W固态放大器还包括散热风扇70，散热风扇70安装于壳体10的出风口位置并与控制模块20通过转速控制线连接，控制模块20根据温度传感器采集到的温度值调整散热风扇70的转速，当温度传感器采集到的温度值超过设定值时，控制模块20切断与四个200W功放模块40之间的电源线路。200W功放模块40为本发明的短波全频段500W固态放大器的主要热源，控制模块20通过温度传感器实时采集200W功放模块40的温度值，并根据其温度值调整输出给散热风扇70的电流或电压大小，从而控制散热风扇70的转速，进而使得四个200W功放模块40产生的热量能够及时散逸，防止壳体10内部的各个部件由于温度过高而损坏。

如图1至图3所示，短波全频段500W固态放大器还包括液晶显示模块80，控制模块20与液晶显示模块80通过高频线连接，液晶显示模块80安装于壳体10上的显示窗口位置，200W功放模块40的状态信息、衰减关断板模块60的输出信号信息和功率合成输出模块50的输出信号信息通过液晶显示模块80显示，从而使得用户能够通过液晶显示模块80实时查看200W功放模块40的状态、衰减关断板模块60对于输入信号的衰减量和功率合成输出模块50最终输出信号的情况，方便用户进行监测。

如图1至图3所示，短波全频段500W固态放大器还包括指示板模块90，指示板模块90包括状态指示灯和蜂鸣器组成，控制模块20与指示板模块90通过指示线连接，指示板模块90安装于壳体10上开设的指示孔中，指示板模块90根据200W功放模块40和衰减关断板模块60的状态进行指示。当200W功放模块40的状态和功率合成输出模块50的输出信号信息正常工作时，指示板模块90的对应绿色状态指示灯点亮，当200W功放模块40的状态或功率合成输出模块50的输出信号出现异常时，指示板模块90的对应红色指示灯点亮，同时蜂鸣器鸣响。

当200W功放模块40的工作温度≥40℃时，控制模块20启动散热风扇70，温度每升高5℃，风扇转速升高一档，当其温度升高到≥75℃时，控制模块20控制衰减关断板模块60对输入信号进行衰减，衰减量为1dbm，此时，指示板模块90的对应红色状态指示灯点亮，当其温度升高到80℃时，控制模块20控制衰减关断板模块60关断输入信号，并且指示板模块90的对应关断状态指示灯点亮。

优选地，功放盒的一侧设置有散热片，通过散热片对功放盒内部的200W功放模块40进行散热，防止功放盒内部温度过高，保证200W功放模块40的正常工作。

如图2所示，壳体10上还设置有电源输入接口400，电源从电源输入接口400输入控制模块20中，控制模块20在将电源信号进行处理后分别输送给各个模块。

图3为短波全频段500W固态放大器的电路原理图，A端与输入信号接口100连接，激励信号由此输入，并经过中间各个模块处理之后从B端输出，实现信号的放大；图4为衰减关断板模块的电路原理图，A端与输入信号接口100连接，激励信号由此输入，经过衰减处理之后从C输出，控制模块20的控制信号分别从D1、D2输入，控制衰减关断板模块对信号的衰减量；图5为前置放大模块的电路原理图，输入端C与图4的输出端C端连接，实现信号输入，并经过放大之后均分为四个信号分别从E1、E2、E3和E4输出；图6为200W功放模块电路原理图，四个200W功放模块的电路原理图完全相同，输入端口E1与图4的输出端口E1连接，实现信号输入，并经过放大之后从F1输出；图7为功率合成输出模块的电路原理图，输入端口F1、F2、F3和F4分别与四个200W功放模块的输出端口F1、F2、F3和F4连接，实现信号输入，经过合成之后从B口输出，B口与输出信号接口200连接。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：。

1. 模块化设计，降低设计加工难度，提高设计加工效率；

2. 模块化设计，方便进行维修和更换，降低维修成本。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种短波全频段500W固态放大器，其特征在于，包括壳体（10）、用于进行信号处理和输入电源分配的控制模块（20）、用于进行激励信号预放大的前置放大模块（30）、用于进行功率放大的四个200W功放模块（40）、用于进行功率合成的功率合成输出模块（50），所述控制模块（20）安装于控制盒内，所述前置放大模块（30）安装于前置放大盒内，所述200W功放模块（40）安装于功放盒内，所述控制盒、所述前置放大盒和所述功放盒可插拔地安装于所述壳体（10）内，所述功率合成输出模块（50）可拆卸地安装于所述壳体（10）内，所述壳体（10）上的信号输入接口（100）经衰减关断板模块（60）与所述前置放大模块（30）的输入口连接，所述前置放大模块（30）将输入的信号进行前置放大之后均分为四等份分别输入到四个所述200W功放模块（40），四个所述200W功放模块（40）的输出端分别与所述功率合成输出模块（50）的四个输入端电连接，所述功率合成输出模块（50）将输入的信号进行合成之后经过高频线输出。

2.根据权利要求1所述的短波全频段500W固态放大器，其特征在于，所述短波全频段500W固态放大器还包括用于进行输入信号衰减的衰减关断板模块（60），所述衰减关断板模块（60）可拆卸地安装于所述壳体（10）内并串联于所述壳体（10）上的信号输入接口（100）与所述前置放大模块（30）的输入口之间，正反向功率采样线连接于所述功率合成输出模块（50）的输出端和所述控制模块（20）之间，控制线连接于所述控制模块（20）和所述衰减关断板模块（60）之间，所述控制模块（20）通过所述正反向功率采样线对所述功率合成输出模块（50）的输出端信号中的驻波比进行采样并根据采样得到的驻波比的大小来控制所述衰减关断板模块（60）的输出信号的衰减量，所述衰减关断板模块（60）的输出信号的衰减量与所述功率合成输出模块（50）的输出端信号中的驻波比正相关。

3.根据权利要求2所述的短波全频段500W固态放大器，其特征在于，当所述功率合成输出模块（50）的输出端信号中的驻波比大于2时，所述控制模块（20）控制所述衰减关断板模块（60）的电路通道断开。

4.根据权利要求2所述的短波全频段500W固态放大器，其特征在于，所述200W功放模块（40）中设置有用于进行温度采集的温度传感器，所述温度传感器通过温度线与所述控制模块（20）连接，所述短波全频段500W固态放大器还包括散热风扇（70），所述散热风扇（70）安装于所述壳体（10）的出风口位置并与所述控制模块（20）通过转速控制线连接，所述控制模块（20）根据所述温度传感器采集到的温度值调整所述散热风扇（70）的转速。

5.根据权利要求4所述的短波全频段500W固态放大器，其特征在于，当所述温度传感器采集到的温度值超过设定值时，所述控制模块（20）切断与四个所述200W功放模块（40）电源线路。

6.根据权利要求4所述的短波全频段500W固态放大器，其特征在于，所述短波全频段500W固态放大器还包括液晶显示模块（80），所述控制模块（20）与所述液晶显示模块（80）通过高频线连接，所述液晶显示模块（80）安装于所述壳体（10）上的显示窗口位置，所述200W功放模块（40）的状态信息、所述衰减关断板模块（60）的输出信号信息和所述功率合成输出模块（50）的输出信号信息通过所述液晶显示模块（80）显示。

7.根据权利要求4所述的短波全频段500W固态放大器，其特征在于，所述短波全频段500W固态放大器还包括指示板模块（90），所述指示板模块（90）包括状态指示灯和蜂鸣器组成，所述控制模块（20）与所述指示板模块（90）通过指示线连接，所述指示板模块（90）安装于所述壳体（10）上开设的指示孔中，所述指示板模块（90）根据所述200W功放模块（40）的状态和所述功率合成输出模块（50）的输出信号信息进行指示。

8.根据权利要求1所述的短波全频段500W固态放大器，其特征在于，所述功放盒的一侧设置有散热片。

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