CN113162575B - 一种适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源，包括有锁相源、滤波模块、高速开关、驱动、功放模块、隔离模块、功率分配模块，各个模块依次相连，采用集成化设计，滤波模块可以采用可以为带通滤波器，也可以是低通滤波器和高通滤波器的串联，获得更精准的频谱，进一步剔除杂波。高速开关采用两级或多级并联的方式来提高开关隔离度。功放模块可以包括多级功放模块，尽量减小功分输出之后功放的级数。功率分配模块输出端口数量为2N+1个。功率分配模块1到2N个端口输出功率大小相位完全一致。第2N+1个作为参考相位提供给后续的功率合成使用，具有≤0dBm的功率。

Description

一种适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源

技术领域

本发明涉及固态微波源领域，尤其是涉及适用于千瓦级高功率固态微波源多端口激励源。

背景技术

磁控管、速调管这类真空器件一直是千瓦级高功率微波源的主流，但是随着半导体技术的发展，单片可以输出几百瓦功率的半导体器件研发日趋成熟，同时价格也在不断下降，以这种半导体固态器件的新型固态微波源逐渐成为主流。

千瓦级固态微波源主要通过多路合成的方式来实现，这就要求需要有对应的功分器；功分之后的功率往往不足以驱动之后的功率放大模块，就需要功分器之前再单独加一级功率放大模块；同时多路合成对相位一致性要求很严苛，必须要有一个参考相位；

而现在的激励源的开发往往只适用于单个功放模块，很少涉及功率合成。绝大多数采用锁相源、开关、驱动这些分立的模块组成，如果应用在功率合成的场合，需要在额外增加功放、功分器，同时必须有参考相位，功分器需要单独留出一路来做参考相位。这样不但体积庞大，费用较高，参考相位端口只需要很小的功率就可以，但是功分输出的功率往往很大，需要再配合衰减器进行使用，造成了较大功率浪费。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源，其特征在于：包括锁相源、滤波模块、高速开关、驱动模块、功放模块、隔离模块、功率分配模块，各个模块依次相连；上述适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源，采用集成式设计，锁相源、高速开关、驱动、功放模块、隔离模块、功率分配模块进行一体化设计，以缩小体积。

所述滤波模块为一个带通滤波器、或是可以由一个低通滤波器和一个高通滤波器组成；

功放模块由一级或多级功放模块组成，提高输出功率，减小功分输出之后的功放级数，尽量使功分输出之后的功放模块只有一级组成，减小相位的不一致的可能性，降低合成难度；功率分配模块7的1至2N端口输出功率相位完全一致，第2N+1端口作为参考相位输出端口，功率≤0dBm。

进一步的，所述锁相源、滤波模块、高速开关、驱动模块、功放模块、隔离模块、功率分配模块采用整体形式，一体化设计组装，不是分立模块。

进一步的，所述高速开关采用两级或多级串联来提高开关隔离度。

有益效果：

本发明的一种适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源，充分利用集成度高的特点，彻底解决了以往利用常规激励源采用分立器件组合体积大、安装不方便、电源不兼容的缺点。采用该激励源，增加开关隔离度，极大的减小了功分输出之后所需功放的级数，成本降低的同时更是极大的降低了合成的难度。本发明是对尚处于起步阶段千瓦级高功率固态微波源研究是一个很好的探索，今后具有比较广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源电路结构框图。

其中：锁相源1、滤波模块2、高速开关3、驱动模块4、功放模块5、隔离模块6、功率分配模块7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，根据本发明的实施例，提出一种适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源，包括锁相源1、滤波模块2、高速开关3、驱动模块4、功放模块5、隔离模块6、功率分配模块7，各个模块依次相连。

上述适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源，采用集成式设计，锁相源1、高速开关3、驱动模块4、功放模块5、隔离模块6、功率分配模块7进行一体化设计，针对常规大体积激励源，极大的缩小了体积。上述锁相源1、高速开关3等功能模块均在同一电路上实现相应功能。

所述滤波模块2为一个带通滤波器、或是可以由一个低通滤波器和一个高通滤波器组成，可以获得精度更高的频率。

高速开关3由两级或多级开关串联组成，可以采用多级开关芯片HMC284串联的形式，在两级之间添加π型电阻网络以获得更大的隔离度。本发明适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源开关高于50dB的隔离度，常规激励源的开关往往达不到，采用两级或多级高速开关采用串联的方式达到增加隔离度的目的；

功放模块5可以由一级或多级功放模块组成，提高输出功率，减小功率分配模块输出之后的功放级数，尽量使功分输出之后的功放模块只有一级组成，减小相位的不一致的可能性，降低合成难度。由于千瓦级高功率固态微波源采用多路合成的方式，功放级数越多，对相位的影响越大，所以要尽量增大功分的输出，减小末级功放模块的放大级数，最好的情况是末级功放采用一级放大。功率分配模块7的1至2N端口输出功率相位完全一致，第2N+1端口作为参考相位输出端口，功率≤0dBm；输出功率较小，这样很好的避免的功率浪费。

系统中各个模块需要的电压不同，为了实现单一电源供电，需要不同电压转换电路向各个模块供电，同时需要对各个模块的功率进行准确计算，这样可以得到每个模块的电流大小，根据电流大小确定电压转换电路所需的芯片。

根据本发明的实施例，控制电压采用TTL电平，低电平有效。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (2)

1.一种适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源，其特征在于：包括锁相源、滤波模块、高速开关、驱动模块、功放模块、隔离模块、功率分配模块，各个模块依次相连；上述适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源，采用集成式设计，锁相源、高速开关、驱动、功放模块、隔离模块、功率分配模块进行一体化设计，以缩小体积；所述高速开关采用两级或多级串联来提高开关隔离度；

所述滤波模块为一个带通滤波器、或是由一个低通滤波器和一个高通滤波器组成；

功放模块由一级或多级功放模块组成，提高输出功率，减小功分输出之后的功放级数，使功分输出之后的功放模块只有一级组成，减小相位的不一致的可能性，降低合成难度；功率分配模块7的1至2N端口输出功率相位完全一致，第2N+1端口作为参考相位输出端口，功率≤0dBm。

2.根据权利要求1所述的适用于千瓦级高功率固态微波源的多端口激励源，其特征在于：所述锁相源、滤波模块、高速开关、驱动模块、功放模块、隔离模块、功率分配模块采用整体形式，一体化设计组装，不是分立模块。

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