CN111385017B - Ka频段高功率放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种KA频段高功率放大器及实现方法，包括：变频单元，功放单元，电源单元，监控单元；其中，所述变频单元通过第一滤波器连接有产生10MHz参考信号的晶振；所述监控单元上设置有与外部设备通信连接的10/100M以太网接口。本发明提供一种KA频段高功率放大器及实现方法，其能够通过设置变频单元将中频信号进行变频，以使其适应于KA频(波)段的信号通信，同时通过在放大器上添加以太网通信接口，使得放大器可以直接与外部进行数据通信，便于对其工作状态进行监测和参数调整，更进一步的通过在放大器上设置参考信号源，使得其无需外部设备的介入就可以独立处于工作状态下，适应性更好，设备工作的稳定性和可控性更强。

Description

KA频段高功率放大器

技术领域

本发明涉及一种在通信情况下使用的装置。更具体地说，本发明涉及一种用在卫星通信情况下使用的KA频段高功率放大器及其实现方法。

背景技术

随着我国卫星技术的不断发展，卫星宽带大数据需求越来越急迫，目前国内多数商用卫星均使用C波段或KU波段，已不能满足日益增长的通信业务需求，且C波段或KU波段空间资源也越来越稀少，KA频段卫星通信具有工作频带宽、波束窄、通信容量大、终端尺寸小等优势，成为当前卫星通信发展趋势。

KA频段固态功率放大器是卫星地球站发射系统中的一个关键模块，其作用是将上变频模块输出的KA频段已调制信号放大到合适功率，通过天线发射给卫星，在恶劣自然环境条件下，如雨雪、遮挡，天线面过小、卫星信号覆盖弱等情况下功放功率过小可能导致信号不稳定或失锁，这种情况下就需要对卫星功放进行控制，或采用更高功率卫星功放来保证通信链路信号稳定。

市场上现有KA卫星功放主要为本地监控与控制，实际使用过程中若功放需要远程监控或调整参数，只能在现场查看和控制，若功放使用在无人值守地面站中，地面站卫星功放参数需要调整，则需要派人到实地去操作；另外现有技术中的卫星通信用的放大器，通常需要额外使用装置给定对应的参考信号，如果没有参考信号，则放大器无法处于工作状态。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种KA频段高功率放大器，其能够通过设置变频单元将中频信号进行变频，以使其适应于KA频(波)段的信号通信，同时通过在放大器上添加以太网通信接口，使得放大器可以直接与外部进行数据通信，便于对其工作状态进行监测和参数调整，更进一步的通过在放大器上设置参考信号源，使得其无需外部设备的介入就可以独立处于工作状态下，适应性更好，设备工作的稳定性和可控性更强。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种KA频段高功率放大器，包括：

用于将外部中频信号950-2550MHz变频到Ka频段29.4-31GHz进行功率放大并输出，同时提供整机数控衰减功能的变频单元；

通过采用固态功率合成方式，将变频单元输出的信号转换成200W功率输出的功放单元；

用于实现AC/DC、DC/DC转换，以对功放单元、变频率单元进行供电，以及时序保护的电源单元；

与变频单元、功放单元通信连接，以对其工作状态进行监测的监控单元，；

其中，所述变频单元通过第一滤波器连接有产生10MHz参考信号的晶振；

所述监控单元上设置有与外部设备通信连接的10/100M以太网接口。

优选的是，所述变频单元被配置为包括变频电路：

用于将输入的微波信号变频为中频信号的混频器；

与混频器相配合，以满足其输入功率要求的第一本振信号放大器；

与混频器的输出端连接，以对混频率后的中频信号进行放大的第二本振信号放大器；

其中，所述混频器的射频输入端以及中频率输出端分别连接有第一衰减器、第二衰减器；

在所述第二衰减器与第二本振信号放大器之间，以及所述第二本振信号放大器的输出端，分别设置有第一滤波器、第二滤波器；

所述第二滤波器与第二本振信号放大器之间还设置有第三衰减器。

优选的是，所述变频单元还包括与变频电路相配合的微波功率控制电路：

至少能在0.5dB-31.5dB范围内调节衰减幅度的第一数控衰减器；

与第一数控衰减器输出端连接的二路微波开关，所述微波开关的RF1引脚上连接有50欧姆的电阻，RF2引脚与后级的放大器连接；

其中，所述微波开关与放大器之间设置有第三滤波器，所述第一数控衰减器的前端设置有第四衰减器。

优选的是，所述监控单元被配置为包括与功放单元、变频单元连接的FPGA，以及设置在FPGA中央控制主板上的监控电路，所述FPGA上还设置有相配合的数据采集单元；

其中，所述FPGA与电源单元之间还设置功放电源保护单元；

所述数据采集单元被配置为包括：

设置在FPGA与功放单元之间设置有电压、电流采集模块，且电源保护单元与FPGA之间通过电压、电流采集模块进而连接；

与FPGA连接以对功放的温度进行采集的温度传感器；

分别与FPGA连接的本振源，以及变频单元的第一数控衰减器。

优选的是，所述功放单元被配置为包括驱动功放，其被配置为包括：

与变频单元连接的前级放大器；

与前级放大器连接的驱动级放大器；

其中，所述前级放大器与驱动级放大器之间还设置有微带隔离器、第二数控衰减器。

优选的是，所述功放单元还包括与驱动功放相配合的放大合成电路，其被配置为包括：

与驱动级放大器连接的八路波导功率分配器；

用于实现固态功率合成输出的八路功率合成器；

设置在八路波导功率分配器与八路功率合成器之间的八路末级功放；

其中，各路末级功放均包括相配合的2个GaN MMIC功率合成模块。

优选的是，所述监控单元与功放单元之间还设置有双向检波单元，其被配置为包括：

与功放单元检测输出端连接的耦合器，其具有3口正向耦合输出端口；

与耦合器各耦合输出端口连接的第一比较器、第二比较器、环形器；

其中，所述耦合器的其中两个耦合输出端口分别通过第一检波器、第二检波器与第一比较器、第二比较器连接；

所述耦合器的另外一个耦合输出端口通过第四滤波器与环形器连接，进而完成KA波段的信号输出。

一种KA频段高功率放大器的实现方法，放大器上电后，监控单元首先进行整机自检，自检通过后进入工作状态，监控单元会根据功放模块控制接口之间的通信指令，通过电源单元对变频单元和功放单元进行加电，将中频信号放大至29.4-31GHz频段卫星信号进行输出；

其中，所述放大器通过其上的10/100M以太网接口与以太网实现通信，将卫星功放置入卫星网络中，进而实现远程的监控与控制；

所述放大器通过其上的各传感器、数据采集单元、双向检波单元对功放工作状态进行反馈，通过FPGA芯片对功放状态进行实时监控与控制。

本发明至少包括以下有益效果：其一，本发明的放大器，能够通过设置变频单元将中频信号进行变频，以使其适应于KA频(波)段的信号通信，进一步的通过在放大器上设置参考信号源，使得其无需外部设备的介入就可以独立处于工作状态下，适应性更好，设备工作的稳定性和可控性更强。

其二，本发明的放大器，其能通过以太网接口与外部的通信，使得功放的工作状态可以实时监控及快速调整功放发射功率，同时为卫星功放提供过温、过流、过压及驻波保护。

其二，本发明的KA频段高功率放大器的实现方法，实现将中频信号放大至29.4-31GHz频段卫星信号，且保证信号在线性输出范围内稳定输出信号，解决了天线接收信号过小情况下小功率功放不能满足通信需求的问题。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中Ka频段200WBUC系统组成框图的结构示意图；

图2为本发明的另一个实施例中变频单元组成框图的结构示意图；

图3为本发明的另一个实施例中功放单元链路框图的结构示意图；

图4为本发明的一个实施例中Ka波段卫星功放控制电路原理图；

图5为本发明的另一个实施例中Ka波段卫星功放控制电路原理图；

图6发明的一个实施例变频单元中微波功率控制电路部分示意图；

图7为图6中微波功率控制电路的另一部分示意图；

图8发明的一个实施例变频单元中变频电路的部分示意图；

图9为图8中变频电路的另一部分示意图；

图10发明的一个实施例双向检波单元中电路部分示意图；

图11为图10中双向检波单元中电路的另一部分示意图；

图12发明的一个实施例功放单元电路的部分示意图；

图13为图12中功放单元电路的另一部分示意图；

图14发明的一个实施例监控单元中监测电路的部分示意图；

图15为图14中监管电路的另一部分示意图；

图16为本发明的一个实施例中监控单元上监控软件工作流程图；

图17为本发明的另一个实施例中远程监控控制软件工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1、4示出了根据本发明的一种KA频段高功率放大器的实现形式，其中包括：

用于将外部中频信号950-2550MHz变频到Ka频段29.4-31GHz进行功率放大并输出，同时提供整机数控衰减功能的变频单元1；

通过采用固态功率合成方式，将变频单元输出的信号转换成200W功率输出的功放单元2，在具体实施中，功放单元内部构成包括：驱动功放、8路功率分配器、8路末级功放、8路功率合成器、隔离器、定向耦合器、检波和输出波导口；

用于实现AC/DC、DC/DC转换(变换)，以对功放单元、变频率单元进行供电，以及时序保护的电源单元3，其还具有时序保护功能，满足功放单元的各种供电需求，具体来说，电源单元主要实现ACDC、DCDC变换功能，以满足功放单元的各种供电需求。输入220VAC转换成+28VDC、-5VDC、 +24VDC等电压；

与变频单元、功放单元通信连接，以对其工作状态进行监测的监控单元 4，主要实现远程控制、自动高温关机、自动高功率反射关机、RF射频采样监测、反射功率监测、电压电流检测等检测、控制和相应的保护功能，同时与上位机通信，其可通过串口接受监控分系统的监视与控制，接收监控分系统功率设置、发射/停发切换、自动电平控制(ALC)功能的开启与关闭等控制指令并正确执行；向监控分系统上报当前的发射功率、反射功率、模块温度、电源电流、发射停发状态、ALC状态、液冷单元状态以及综合告警情况，具有过流、过热、过压、过反射等自动保护功能,即监测单元主要完成与上位机通信、功放开关及保护、电源单元的控制与通信、散热单元的控制与通信、电压电流温度状态检测、各类故障保护等功能，采用监控单元的原因在于，Ka波段卫星功放是卫星通信的重要组成部分，其主要功能是将L波段已调制信号上变频至Ka波段信号并进行功率放大，主要由功率放大器、滤波器、混频器、数控衰减器、本振频率源、隔离器、耦合器等部件组成，而因卫星功放也易损件，特别是其末级功率放大器非常容易因电源故障、散热故障、天线开路等而烧毁，因此非常有必要对卫星功放进行监控和保护；

其中，所述变频单元通过第一滤波器连接有产生10MHz参考信号的晶振 5，通过在电路中加入10MHz参考信号源，使卫星功放能够在无外部参考信号时正常工作，有效解决现有技术通常采用外部10MHz参考信号源，无外部提供10MHz参考信号功放则无法正常工作；

所述监控单元上设置有与外部设备通信连接的10/100M以太网接口6，采用以太网接口可以实现远程(卫星组网任意地面站)监控与控制，现有技术通常只能在本地进行监控与配置(多采用RS232、RS422等串口接入)，其通信更具有便利性，。在实际实施中，本方案的固态功放为室外型，功放机箱、插头座以及冷却机构等应该满足系统防水、防盐雾、防尘要求，以以太网为基础，将卫星功放置入卫星网络中，可以实现远程(卫星组网任意地面站)监控与控制，利用功放中各个传感器、数据采集单元、检波单元等对功放工作状态进行反馈，通过FPGA芯片可以实时对功放状态进行监控与控制，设计的控制电路能很好的工作于现有卫星功放中，不会影响现有功放软硬件正常工作，本电路，可以在远程(卫星组网任意地面站)对卫星功放的状态进行监控和参数设置，可以做到卫星资源统一调度、统一部署，节约人力资源，提高工作效率，一个中心站即可对所有通信网内所有功放进行监控和控制，满足卫星功放不同情况下的使用需求

如图8-9，在另一种实例中，所述变频单元被配置为包括变频电路110：

用于将输入的微波信号变频为中频信号的混频器U79 111；

与混频器相配合，以满足其输入功率要求的第一本振信号放大器U68 112；

与混频器的输出端连接，以对混频率后的中频信号进行放大的第二本振信号放大器U80 113；

其中，所述混频器的射频输入端以及中频率输出端分别连接有第一衰减器U74114、第二衰减器U73 115；

在所述第二衰减器与第二本振信号放大器之间，以及所述第二本振信号放大器的输出端，分别设置有第一滤波器U70 116、第二滤波器U71 117；

所述第二滤波器与第二本振信号放大器之间还设置有第三衰减器U75 118，在这种方案中，变频电路的输入端输入微波信号，经过U79混频后下变频为中频信号，U73、U74主要作用为前后级隔离，U68为本振信号放大器，以满足混频器的输入功率要求；混频后中频信号，经滤波器滤掉杂散后输入放大器进行信号放大，放大后经隔离作用的固定衰减器和杂散滤波器输出。

如图6-7，在另一种实例中，所述变频单元还包括与变频电路相配合的微波功率控制电路120：

至少能在0.5dB-31.5dB范围内调节衰减幅度的第一数控衰减器U76 121；

与第一数控衰减器输出端连接的二路微波开关U77 122，所述微波开关的RF1引脚上连接有50欧姆的电阻，RF2引脚与后级的放大器U78 123连接；

其中，所述微波开关与放大器之间设置有第三滤波器U69 124，所述第一数控衰减器的前端设置有第四衰减器U81 125，在这种方案中微波功率控制电路的输入信号通过U81后输入到U76，U81作为前级与本电路的隔离作用；U76为6位数控衰减器，可以根据需要设置衰减值，衰减范围为0.5dB 到31.5dB；信号经过U76后，到达微波2路开关U77，通过V1和V2的电平控制开关的通断，其中RF1接50欧姆负载，此时输入信号与后级断开，RF2 接后级电路；经过开关后信号，经过滤波器和放大器后输出。

如图4-5、14-15，在另一种实例中，所述监控单元被配置为包括与功放单元、变频单元连接的FPGA 40，现有技术采用模拟方案通常是固定阀值，需要通过更改硬件才能够进行修改，而采用FPGA架构的数字化方案，温度、电压、电流等告警阀值可以根据实际需要实时进行修改，可以实现远程实时监控并显示卫星功放工作温度、电压、电流、告警状态、功放参数等指标，以及设置在FPGA中央控制主板上的监控电路41，所述FPGA上还设置有相配合的数据采集单元(未示出)，通过数据采集单元与FPGA、监控电路的配合，为卫星功放提供全方位的监控和保护，实时监控卫星功放的各项工作参数，包括工作电压、工作电流、工作温度、发射功率、发射功率、本振锁定指示。当工作参数超出规定范围时，通过立即关闭功放电源来对功放实施保护；

其中，所述FPGA与电源单元之间还设置功放电源保护单元42；

所述数据采集单元被配置为包括：

设置在FPGA与功放单元之间设置有电压、电流采集模块43，且电源保护单元与FPGA之间通过电压、电流采集模块进而连接；

与FPGA连接以对功放的温度进行采集的温度传感器44；

分别与FPGA连接的本振源112，以及变频单元的第一数控衰减器121，通过数据采集单元与监控单元的配合，具有对卫星功放的过温、过流、过压及驻波保护功能；对卫星功放发射开/关控制功能；对卫星功放发射功率快速调整功能；对卫星功放温度、电流、锁定指示及发射功率的实时监控功能。

如图12-13，在另一种实例中，所述功放单元被配置为包括驱动功放，其被配置为包括：

与变频单元连接的前级放大器U48 20；

与前级放大器连接的驱动级放大器U46 21；

其中，所述前级放大器与驱动级放大器之间还设置有微带隔离器U49 22、第二数控衰减器U45 23。这种方案中的驱动功放是将输入的射频信号，经机箱进入驱动功放模块实现信号放大、电平控制、幅度均衡等功能，驱动功放的信号输入后，经前级放大器放大后，经数控衰减器控制输出功率后，再过驱动级放大器，后经隔离器隔离后，输入功放输入端，2路功放输出经微带合成电路合成后输出。

如图3、13，在另一种实例中，所述功放单元还包括与驱动功放相配合的放大合成电路，其被配置为包括：

与驱动级放大器连接的八路波导功率分配器24；

用于实现固态功率合成输出的八路功率合成器25；

设置在八路波导功率分配器与八路功率合成器之间的八路末级功放28；

其中，各路末级功放均包括相配合的2个GaN MMIC功率合成模块U44 26、U55 27，在这种方案中由驱动功放放大到一定功率电平经8路波导功率分配器来推动末级功放；末级功放由2个GaN MMIC功率合成模块构成，其输出功率约30W，8个末级功放最后由8路波导功率合成器进行功率合成；功率合成后经隔离器、定向耦合器最后到发射机输出波导口。

如图10-11，在另一种实例中，所述监控单元与功放单元之间还设置有双向检波单元7，其被配置为功放电路输出后的正、反向检波电路，包括：

与功放单元检测输出端连接的耦合器U53 70，其具有3口正向耦合输出端口；

与耦合器各耦合输出端口连接的第一比较器U55 71、第二比较器U56 72、环形器U54 73；

其中，所述耦合器的其中两个耦合输出端口分别通过第一检波器D4 74、第二检波器D5 75与第一比较器、第二比较器连接，其中D4、D5为检波二极管；

所述耦合器的另外一个耦合输出端口通过第四滤波器U51 76与环形器连接，进而完成KA波段的信号输出，信号输入后通过耦合器，3口为正向耦合输出端口，输出信号经过D5检波后，整流为直流电平输入比较器U56的同相端，比较器反向端输入电平有5.3V经分压电阻网络输出，根据需要调整分压电阻网络的阻值，如功放有功率输出，此时比较器输出高电平，表示功放工作正常。

如U54未接天线或天线异常，有反射功率经U53的4口输出，输出信号过D4检波后，整流为直流电平输入比较器U55的同相端，比较器反向端输入电平有5.3V经分压电阻网络输出，根据需要调整分压电阻网络的阻值，如有反射功率输入，此时比较器输出高电平，表示U54的3端口异常，此时需要及时关闭功放，以保护功放。

一种KA频段高功率放大器的实现方法，放大器上电后，监控单元首先进行整机自检，自检通过后进入工作状态，监控单元会根据功放模块控制接口之间的通信指令，通过电源单元对变频单元和功放单元进行加电，将中频信号放大至29.4-31GHz频段卫星信号进行输出；

其中，所述放大器通过其上的10/100M以太网接口与以太网实现通信，将卫星功放置入卫星网络中，进而实现远程的监控与控制，软件监控控制软件的工作流程如图16-17所示；

所述放大器通过其上的各传感器、数据采集单元、双向检波单元对功放工作状态进行反馈，通过FPGA芯片对功放状态进行实时监控与控制，在本次设计中、因增益较高，需要保证放大器能够稳定工作，避免自己振荡，放大器根据放大器的增益是否趋于无穷大判断稳定性，采用S参量从端口阻抗和端口反射系数来分析。

|Δ|＝|S₁₁S₂₂-S₁₂S₂₁|＜1

当在一段频率范围内|S₁₁|＜1，|S₂₂|＜1，则功放在此频率内工作绝对稳定。

实施例

如图1-5放大器的组成包括：DC/DC单元、接口单元、功放电源保护单元、FPGA中央控制器、电压电流采集单元、检波单元等；

放大器中的DC/DC单元考虑到要满足功放在各个发射功率下电源功率要求，设计时采用降额设计，设计功率为功放最大电源功率需求的130％。

放大器中的网络接口是卫星功放与外界通信的基本单元，通过以太网口，远程(卫星组网任意地面站)可以实现对卫星功放监控与控制信息的交互。

放大器中的功放电源保护单元是为了使用过程中通过电压电流采集单元采集到电压电流值来选择对卫星功放电压、电流进行保护，防止因为过压或者过流导致卫星功放烧毁，同时可通过FPGA对功放供电进行开关控制。

放大器的FPGA中央控制器对其他单元进行集中控制，同时通过以太网进行访问，实现对参数监控及修改。

放大器中的电压电流采集单元对输入功放电压电流进行采集，经过数模转换后反馈给中央控制器FPGA，判断是否对功放电压电流采取合理措施。

放大器中的检波单元实现对功放输出电平进行监控，防止输出过高造成卫星转发功率负荷过高，同时也可以为故障分析提供输入参数。

以上方案只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (1)

1.一种KA频段高功率放大器，其特征在于，包括：

用于将外部中频信号950-2550MHz变频到Ka频段29.4-31GHz进行功率放大并输出，同时提供整机数控衰减功能的变频单元；

通过采用固态功率合成方式，将变频单元输出的信号转换成200W功率输出的功放单元；

用于实现AC/DC、DC/DC转换，以对功放单元、变频率单元进行供电，以及时序保护的电源单元；

与变频单元、功放单元通信连接，以对其工作状态进行监测的监控单元；

其中，所述变频单元通过第一滤波器连接有产生10MHz参考信号的晶振；

所述监控单元上设置有与外部设备通信连接的10/100M以太网接口；

所述变频单元被配置为包括变频电路：

用于将输入的微波信号变频为中频信号的混频器；

与混频器相配合，以满足其输入功率要求的第一本振信号放大器；

与混频器的输出端连接，以对混频率后的中频信号进行放大的第二本振信号放大器；

其中，所述混频器的射频输入端以及中频率输出端分别连接有第一衰减器、第二衰减器；

在所述第二衰减器与第二本振信号放大器之间，以及所述第二本振信号放大器的输出端，分别设置有第一滤波器、第二滤波器；

所述第二滤波器与第二本振信号放大器之间还设置有第三衰减器；

所述变频单元还包括与变频电路相配合的微波功率控制电路：

至少能在0.5dB-31.5dB范围内调节衰减幅度的第一数控衰减器；

与第一数控衰减器输出端连接的二路微波开关，所述微波开关的RF1引脚上连接有50欧姆的电阻，RF2引脚与后级的放大器连接；

其中，所述微波开关与放大器之间设置有第三滤波器，所述第一数控衰减器的前端设置有第四衰减器；

所述监控单元与功放单元之间还设置有双向检波单元，其被配置为包括：

与功放单元检测输出端连接的耦合器，其具有3口正向耦合输出端口；

与耦合器各耦合输出端口连接的第一比较器、第二比较器、环形器；

其中，所述耦合器的其中两个耦合输出端口分别通过第一检波器、第二检波器与第一比较器、第二比较器连接；

所述耦合器的另外一个耦合输出端口通过第四滤波器与环形器连接，进而完成KA波段的信号输出；

所述监控单元被配置为包括与功放单元、变频单元连接的FPGA，以及设置在FPGA中央控制主板上的监控电路，所述FPGA上还设置有相配合的数据采集单元；

其中，所述FPGA与电源单元之间还设置功放电源保护单元；

所述数据采集单元被配置为包括：

设置在FPGA与功放单元之间设置有电压、电流采集模块，且电源保护单元与FPGA之间通过电压、电流采集模块进而连接；

与FPGA连接以对功放的温度进行采集的温度传感器；

分别与FPGA连接的本振源，以及变频单元的第一数控衰减器；

所述功放单元被配置为包括驱动功放，其被配置为包括：

与变频单元连接的前级放大器；

与前级放大器连接的驱动级放大器；

其中，所述前级放大器与驱动级放大器之间还设置有微带隔离器、第二数控衰减器；

所述功放单元还包括与驱动功放相配合的放大合成电路，其被配置为包括：

与驱动级放大器连接的八路波导功率分配器；

用于实现固态功率合成输出的八路功率合成器；

设置在八路波导功率分配器与八路功率合成器之间的八路末级功放；

其中，各路末级功放均包括相配合的2个GaN MMIC功率合成模块；

所述KA频段高功率放大器的实现方法包括：

放大器上电后，监控单元首先进行整机自检，自检通过后进入工作状态，监控单元会根据功放模块控制接口之间的通信指令，通过电源单元对变频单元和功放单元进行加电，将中频信号放大至29.4-31GHz频段卫星信号进行输出；

其中，所述放大器通过其上的10/100M以太网接口与以太网实现通信，将卫星功放置入卫星网络中，进而实现远程的监控与控制；

所述放大器通过其上的各传感器、数据采集单元、双向检波单元对功并根据放大器的增益是否趋于无穷大判断稳定性，采用如下的S参量从端口阻抗和端口反射系数来分析功放工作状态是否稳定：

|Δ|＝|S₁₁S₂₂-S₁₂S₂₁|＜1

当在一段频率范围内|S₁₁|＜1，|S₂₂|＜1，则功放在此频率内工作状态为稳定。

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