CN115051538B - 一种分布式大功率固态发射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种分布式大功率固态发射系统，包括固态发射阵与供电电源，所述固态发射阵包括一一对应连接的N个固态功放组件和N个开关匹配负载电路，其中，N≥2；供电电源分别与N个开关匹配负载电路连接；所述开关匹配负载电路包括开关与匹配负载，通过开关切换供电电源为匹配负载或固态功放组件供电。本发明提出的方案适用于大功率固态发射阵的动态负载匹配，具备占用空间资源少，成本低，匹配精度高等优点，通过控制信号动态切换实现整个发射阵电流维持在比较稳定状态。

Description

一种分布式大功率固态发射系统
技术领域
本发明涉及，特别涉及一种分布式大功率固态发射系统。
背景技术
在机载大功率发射系统中，发射阵总功耗可以达到数千瓦甚至万瓦级别，在发射信号开关切换的过程中，会形成一定时间内的电源空载，导致大电流的急剧变化。由于航空发电机供电负荷有限，大电流的急剧变化对发电机稳定工作是一个很大的挑战。因此，需要对供电系统做负载匹配，减少这种大电流急剧变化对航空发电机的冲击。
国内现有的设计技术主要是针对供电电源做整体负载匹配，其原理如图1所示，具体工作模式在发射阵信号关闭的时间段，将供电电源整体切换到匹配负载，匹配负载的工作电流与发射阵工作电流等额，从而保证供电电源电流的稳定，减少对发电机的冲击。
采用上述设计方法的电源负载匹配技术有诸多的缺点，一是在发射阵中功放组件数量和组合模式较多的情况下，难以对发射阵电流做精确的负载匹配，实际使用过程中，发射阵工作状态组合模式变化，导致电源电流变化存在多种模式，整体负载匹配难以做到电流额度精确匹配；同时，整体负载匹配难以在多发射模式下做到实时匹配。二是对电源做整体负载匹配，需要单独设计负载匹配分机，会占用更多设备的体积，重量资源，加大机载设备整体设计难度。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，为了提高机载大功率发射阵的负载匹配实时性和精确度，充分利用单个固态功放组件空间实现单个组件供电电源动态负载匹配，提供了一种分布式大功率固态发射系统。
本发明采用的技术方案如下：一种分布式大功率固态发射系统，包括固态发射阵与供电电源，所述固态发射阵包括一一对应连接的N个固态功放组件和N个开关匹配负载电路，其中，N≥2；供电电源分别与N个开关匹配负载电路连接；所述开关匹配负载电路包括开关与匹配负载，通过开关切换供电电源为匹配负载或固态功放组件供电。
进一步的，所述开关采用MOSFET管实现。
进一步的，所述开关匹配负载电路包括MOSFET管、功率负载电阻、电压检测电路，供电电源接至功率负载电阻第一端，功率负载电阻第二端接至MOSFET管漏极与电压检测电路第一端，MOSFET管源极接地，电压检测电路第二端接至MOSFET管源极，同时对外提供状态检测上报接口；MOSFET管栅极对外提供TTL信号接口，由系统提供的TTL信号实现控制。
进一步的，所述固态发射阵中当某固态功放组件开启时，关闭对应的大功率负载；当某固态功放组件关闭时，开启对应的大功率负载。
进一步的，所述开关匹配负载电路相邻设置于固态功放组件处，共用部分散热流道。
进一步的，所述固态发射阵为VHF、UHF波段。
进一步的，所述电压监测电路采用二极管检测电路实现。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：适用于大功率固态发射阵的动态负载匹配，具备占用空间资源少，成本低，匹配精度高等优点，通过控制信号动态切换实现整个发射阵电流维持在比较稳定状态。由于大功率负载匹配电路功耗较高，散热量大，需要合理布局，充分利用发射组件的散热流道，将大功率动态负载匹配电路放置在每个功放单元中，利用一部分功放组件的散热流道，固态发射阵整体设计结构较为紧凑。
附图说明
图1为现有技术中整体式大功率负载匹配结构原理框图。
图2为本发明提出的分布式大功率固态发射系统原理框图。
图3为本发明提出的开关负载匹配电路原理图。
图4为本发明提出的固态功放单元大功率匹配负载时序控制信号关系图。
附图标记：1-MOSFET管，2-功率负载电阻，3-电压检测电路。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
为了有效解决大功率发射阵工作时电流急剧变化对供电电源压力问题，本实施例提出了一种大功率固态发射阵中的分布式大功率负载匹配电路的结构，在每个固态发射单元中集成一个固态功放组件、匹配负载和开关。具体方案如下：
如图2所示，一种分布式大功率固态发射系统，包括固态发射阵与供电电源，所述固态发射阵包括一一对应连接的N个固态功放组件和N个开关匹配负载电路，其中，N≥2；供电电源分别与N个开关匹配负载电路连接；所述开关匹配负载电路包括开关与匹配负载，通过开关切换供电电源为匹配负载或固态功放组件供电。
具体的，如图3所示，所述开关匹配负载电路包括MOSFET管1、功率负载电阻2、电压检测电路3，供电电源接至功率负载电阻2第一端，功率负载电阻2第二端接至MOSFET管1漏极与电压检测电路3第一端，MOSFET管1源极接地，电压检测电路3第二端接至MOSFET管1源极，同时对外提供状态检测上报接口；MOSFET管1栅极对外提供TTL信号接口。通过TTL信号控制MOSFET管1栅极可以实现功率负载电阻的供电通断。其中，TTL信号由系统直接提供，以实现MOSFET管的控制
具体的，所述固态发射阵的工作过程为:通过控制电路动态控制切换固态功放组件和开关负载电路的供电，当某固态功放组件开启时，关闭对应的大功率负载；当某固态功放组件关闭时，开启对应的大功率负载。通过这样的动态切换可以维持整个发射阵工作电流处于稳定状态。
固态发射阵通过控制信号动态实现固态功放组件和负载电路之间的切换，其控制信号的时序图如图4所示：可以看出，当射频开关信号和开栅信号开启区间(高电平)，负载信号取出关闭状态(低电平)；当射频开关信号和开栅信号关闭区间(低电平)，负载信号取出关闭状态(高电平)。
由于开关负载匹配电路功耗较高，散热量大，需要合理布局，充分利用固态发射组件的散热流道，在本实施例中将开关负载匹配电路放置在每个固态发射组件中，利用一部分固态功放组件的散热流道，固态发射阵整体设计结构较为紧凑。
本实施例提出的分布式大功率固态发射系统适用于VHF、UHF波段。
进一步的，所述电压监测电路采用二极管检测电路实现，在本实施例中，直接采用模块化的检测电路。
在实际应用过程中，将开关负载匹配电路转入固态发射组件使用，如图2所示，此固态发射组件在正常工作的条件下输出功率接近1KW，工作电流为40A左右。在发射组件开关切换瞬间，可以保持发射组件工作电流波动40A±3A内。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种分布式大功率固态发射系统，其特征在于，包括固态发射阵与供电电源，所述固态发射阵包括一一对应连接的N个固态功放组件和N个开关匹配负载电路，其中，N≥2；供电电源分别与N个开关匹配负载电路连接；所述开关匹配负载电路包括开关与匹配负载，通过开关切换供电电源为匹配负载或固态功放组件供电；所述开关采用MOSFET管实现；所述开关匹配负载电路包括MOSFET管、功率负载电阻、电压检测电路，供电电源接至功率负载电阻第一端，功率负载电阻第二端接至MOSFET管漏极与电压检测电路第一端，MOSFET管源极接地，电压检测电路第二端接至MOSFET管源极，同时对外提供状态检测上报接口；MOSFET管栅极对外提供TTL信号接口，由系统提供的TTL信号实现控制。
2.根据权利要求1所述的分布式大功率固态发射系统，其特征在于，所述固态发射阵中当某固态功放组件开启时，关闭对应的功率负载；当某固态功放组件关闭时，开启对应的功率负载。
3.根据权利要求1所述的分布式大功率固态发射系统，其特征在于，所述开关匹配负载电路相邻设置于固态功放组件处，共用部分散热流道。
4.根据权利要求1所述的分布式大功率固态发射系统，其特征在于，所述固态发射阵适用于VHF、UHF波段。
5.根据权利要求1所述的分布式大功率固态发射系统，其特征在于，所述电压检测电路采用二极管检测电路实现。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007017294A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Nissan Motor Co Ltd レーダ装置およびその指向性制御方法
CN210243824U (zh) * 2018-11-14 2020-04-03 南京鑫轩电子系统工程有限公司 一种用于雷达发射机的功放设备
US10637694B1 (en) * 2018-12-21 2020-04-28 At&T Intellectual Property I, L.P. Reduction and/or mitigation of spatial emissions in multi-antenna wireless communication systems for advanced networks
CN111224700A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 华为技术有限公司 用于子阵波束成形系统的功放电路和子阵波束成形系统
CN112821899A (zh) * 2021-03-16 2021-05-18 武汉船舶通信研究所（中国船舶重工集团公司第七二二研究所） 一种极低频大功率发射系统
CN112968453A (zh) * 2021-01-25 2021-06-15 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种通过buck储能电路匹配大动态负载变化的方法
CN114257180A (zh) * 2021-11-26 2022-03-29 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种低功耗星载固态功率放大器控制电路

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007017294A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Nissan Motor Co Ltd レーダ装置およびその指向性制御方法
CN210243824U (zh) * 2018-11-14 2020-04-03 南京鑫轩电子系统工程有限公司 一种用于雷达发射机的功放设备
CN111224700A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 华为技术有限公司 用于子阵波束成形系统的功放电路和子阵波束成形系统
US10637694B1 (en) * 2018-12-21 2020-04-28 At&T Intellectual Property I, L.P. Reduction and/or mitigation of spatial emissions in multi-antenna wireless communication systems for advanced networks
CN112968453A (zh) * 2021-01-25 2021-06-15 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种通过buck储能电路匹配大动态负载变化的方法
CN112821899A (zh) * 2021-03-16 2021-05-18 武汉船舶通信研究所（中国船舶重工集团公司第七二二研究所） 一种极低频大功率发射系统
CN114257180A (zh) * 2021-11-26 2022-03-29 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种低功耗星载固态功率放大器控制电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LDMOS 功率器件在固态雷达发射系统中应用研究与实践;刘晗，等;《微波学报》;20100815;第409-412页 *

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