CN115225046B - 一种用于c波段的功率放大组件和方法 - Google Patents
一种用于c波段的功率放大组件和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115225046B CN115225046B CN202211124001.8A CN202211124001A CN115225046B CN 115225046 B CN115225046 B CN 115225046B CN 202211124001 A CN202211124001 A CN 202211124001A CN 115225046 B CN115225046 B CN 115225046B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- bridge
- signal
- input
- coupling
- 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.)
- Active
Links
- 230000003321 amplification Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 77
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 77
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 77
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 41
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 28
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 24
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
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
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/213—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/68—Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本发明公开了用于C波段的功率放大组件和方法，通过3dB 90°电桥级联构成波导功分/功合器，波导功分器将信号分为4路功率相同的功分信号后直接并联4组功率放大器进行信号放大，功率放大器的两端无需设置耦合隔直电容，放大后的4路信号进入波导功合器进行功率合成，最终实现射频信号的功率放大，在保证功率合成电路在C波段正常工作的条件下，减小了电路的插入损耗，增加合成效率；同时基于3dB 90°电桥的结构特性，输入端和隔离端相互隔离，直通端和耦合端也相互隔离，当并联的4组功率放大器其中一组放大器发生故障不工作时，整个电路并不会因此不能工作，其余3组功率放大器可以继续工作，保证了合成电路整体的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及功率合成领域，具体是用于C波段的功率放大组件和方法。
背景技术
现有技术中，4路功率合成电路一般的设计方案为功分网络将信号分为4组功率相同的功分信号，功分信号通过4组并联的功率放大器进行信号放大，最后经过合成网络将放大后的4组信号合成一路，在此设计中，需要在放大器两端设置耦合隔直电容以保证放大器正常工作，由此带来的缺点是信号通过耦合隔直电容后，会产生0.1-0.2dB的信号损耗，在较高的微波频段和功率容量要求较高时，由此带来的合成效率会受到很大影响，严重时导致整个功率合成电路达不到设计要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于C波段的功率放大组件，包括依次连接的波导功分器、功率放大器组和波导功合器；
所述波导功分器包括依次连接的第一滤波模块、第一功率检测模块和功率分配模块；
所述第一滤波模块至少包括第一输入带通滤波器，所述第一滤波模块接收射频输入信号并对所述输入信号进行滤波；
所述第一功率检测模块包括定向耦合器，所述定向耦合器对滤波后的输入信号进行耦合输出以检测输入信号的功率能量；
所述功率分配模块由第一电桥与第二电桥和第三电桥级联组成；
所述功率放大器组包括四个并联的功率放大器；
所述波导功合器包括依次连接的：功率合成模块、第二滤波模块和第二功率检测模块；
所述功率合成模块由第四电桥和第五电桥与第六电桥级联组成；
所述第二滤波模块至少包括第二输入带通滤波器，所述第二滤波模块接收功率合成模块输出的合成信号并完成对合成信号的滤波；
所述第二功率检测模块对滤波后的合成信号进行耦合输出，所述第二功率检测模块包括一个双向耦合器。
优选的，所述波导功分器和波导功合器中的电桥均为3dB 90°电桥，所述电桥的工作频率范围为：5～6GHz；
所述电桥的隔离端均匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；所述第一电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于50W，所述第二电桥和第三电桥的隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于30W；所述第四电桥和第五电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于120W，所述第六电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于250W。
优选的，所述功率分配模块、功率放大器组和功率合成模块依次连接实现射频输入信号功率放大；所述射频输入信号经过滤波后进入第一电桥的输入端，功率平分后，第一电桥的直通端输出0°直通信号，第一电桥的耦合端输出90°耦合信号，第一电桥的直通端输出的所述0°直通信号进入第二电桥的输入端，第一电桥的耦合端输出的所述90°耦合信号进入第三电桥的输入端，再次功率平分后，第二电桥的耦合端输出90°耦合信号，第二电桥的直通端输出0°直通信号，第三电桥的直通端输出90°直通信号，第三电桥的耦合端输出180°耦合信号；
经所述功率放大器组放大后的四路信号，分别作为输入进入第四电桥和第五电桥，第四电桥的两个输入端的信号相位分别为90°和0°，第五电桥的两个输入端的信号相位分别为90°和180°，四路信号经第四电桥和第五电桥功率合成后获得两路相位差90°的合成信号，分别为90°和180°，两路信号再进入第六电桥的两个输入端，经功率合成后输出相位180°的合成信号。
优选的，所述功率放大组件还包括：通信控制模块和辅助电源；
所述通信控制模块与所述第一功率检测模块、所述功率放大器组和所述第二功率检测模块通讯连接；所述辅助电源与所述功率放大器组和所述通信控制模块连接；
所述第一功率检测模块和所述第二功率检测模块将实时检测的功率信号转换成电压信号并传送给所述通信控制模块。
优选的，所述辅助电源包含单片机，所述功率放大器的放大芯片为 GaN 器件；通过所述辅助电源中的单片机实现对所述功率放大器的加电保护，使GaN 器件加电时， 栅极电压Vg 输出后，漏极电压Vd 才能够输出，GaN 器件去电时， Vd 断掉后，Vg 才能够去电。
优选的，所述定向耦合器的检波端口通过检波器检测输入信号的功率能量，生成第一电压信号；
所述双向耦合器的两个检波端口均通过功率计或检波器取样，检测合成信号功率能量生成第二电压信号，检测反射回波信号功率能量生成第三电压信号；
当所述通信控制模块监测到所述第一电压信号超出阈值范围时，生成射频信号异常提醒；
当所述通信控制模块监测到所述第二电压信号或第三电压信号异常时，所述通信控制模块发送指令至辅助电源切断放大器组的电压。
优选的，所述功率分配模块由第七电桥、第八电桥、第九电桥和第十电桥组合构成，所述第七电桥、第八电桥、第九电桥和第十电桥均为3dB 90°电桥；
所述第七电桥的输入端连接定向耦合器的输出端，所述第七电桥的隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载，所述第七电桥的直通端连接第九电桥的输入端口，所述第七电桥的耦合端连接第十电桥的输入端；所述第八电桥的两个输入端口均作为隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；所述第八电桥的两个输入端口分别连接第九电桥和第十电桥的隔离端；
所述射频输入信号经过滤波后进入第七电桥的输入端，经第七电桥功率平分后，0°直通信号进入第九电桥的输入端，经第九电桥再次功率平分后得到0°直通信号和90°耦合信号；90°耦合信号进入第十电桥的输入端，经第十电桥再次功率平分后得到90°直通信号和180°耦合信号，由此得到功率平分后得到四路信号。
优选的，所述功率合成模块由第十一电桥、第十二电桥、第十三电桥和第十四电桥组合构成，所述第十一电桥、第十二电桥、第十三电桥和第十四电桥均为3dB 90°电桥；
所述第十一电桥的两个输入端和所述第十二电桥的两个输入端分别接收经所述功率放大器组放大后的四路信号；所述第十一电桥的耦合端和所述第十二电桥的耦合端分别连接所述十三电桥的两个输入端，所述第十三电桥的两个输出端口均作为隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；所述第十一电桥的耦合端和所述第十二电桥的直通端分别连接所述第十四电桥的两个输入端，所述第十四电桥的隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；
相位分别为0°和90°的放大信号分别作为输入进入所述第十一电桥的两个输入端；相位分别为90°和180°的放大信号分别作为输入进入所述第十二电桥的两个输入端；获得相位分别为90°和180°的直通信号，90°和180°的直通信号进入所述第十四电桥的两个输入端，经功率合成后输出相位180°的合成信号。
一种基于所述的功率放大组件的用于C波段的功率放大方法，所述方法包括以下步骤：
S101：接收射频输入信号并对所述射频输入信号进行滤波；
S102：将滤波后的信号通过定向耦合器进行输入信号的功率能量检测并将检测信号转换为第一电压信号；
S103：实时监测所述第一电压信号是否超过阈值，若是，则检查射频输入信号并返回步骤S101，若否，则执行步骤S104；
S104：将输入信号四路功分后分别进行功率放大，并将功率放大后的四路信号进行功合；
S105：对合成信号进行滤波，通过双向耦合器对合成信号进行检波，检测合成信号功率能量生成第二电压信号，检测反射回波信号功率能量生成第三电压信号；
S106：实时监测所述第二电压信号和所述第三电压信号是否异常，若是，则切断放大器组的电源电压，排除放大器组故障后重新上电并返回步骤S101，若否，则结束。
进一步的，所述步骤S106中，所述切断放大器组的电源电压具体步骤为： 先切断放大器组中各个放大器的漏极电压，然后去除各个放大器的栅极电压；所述排除放大器组故障后重新上电具体步骤为：先给放大器组中各个放大器的栅极加上电压，然后给各个放大器的漏极加电压。
本发明的有益效果是： 本申请提出的技术方案，由3个3dB 90°电桥级联形成波导功分/功合器，将信号分为4组功率相同的功分信号后直接并联4组功率放大器进行信号放大，舍去放大器两端的隔直电容，在保证功率合成电路在C波段正常工作下，减小电路的插入损耗，增加合成效率；
同时基于3dB 90°电桥的结构特性，输入端和隔离端相互隔离，直通端和耦合端也相互隔离，在本申请提出的功率放大组件中，当并联的4组功率放大器其中一组放大器发生故障不工作时，整个电路并不会因此不能工作，其余3组功率放大器可以继续工作，整个电路的合成效率也不会受到很大影响，因此保证了合成电路整体的稳定性。
附图说明
图1为一种用于C波段的功率放大组件原理示意图；
图2为一种用于C波段的功率放大组件电路示意图；
图3为一种波导功分器的电路示意图；
图4为一种波导功合器的电路示意图；
图5为另外一种波导功分器的电路示意图；
图6为另外一种波导功合器的电路示意图；
图7为一种用于C波段的功率放大方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅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。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
如图1-2所示，用于C波段的功率放大组件，包括依次连接的：波导功分器、功率放大器组和波导功合器；
导功分器工作频率区间为：5.2--5.9GHz，插入损耗≤0.3dB。
波导功分器包括依次连接的：第一滤波模块、第一功率检测模块和功率分配模块；
第一滤波模块至少包括第一输入带通滤波器1，第一滤波模块接收射频输入信号并对输入信号进行滤波；
第一功率检测模块包括定向耦合器2，定向耦合器2对滤波后的输入信号进行耦合输出以检测输入信号的功率能量；
功率分配模块由第一电桥3与第二电桥4和第三电桥5级联组成；
功率放大器组包括四个并联的功率放大器6；
波导功合器包括依次连接的：功率合成模块、第二滤波模块和第二功率检测模块；
功率合成模块由第四电桥10和第五电桥11与第六电桥12级联组成；
第二滤波模块至少包括第二输入带通滤波器13，第二滤波模块接收功率合成模块输出的合成信号并完成对合成信号的滤波；
第二功率检测模块对滤波后的合成信号进行耦合输出，第二功率检测模块包括一个双向耦合器14。
第一功率检测模块包括一个定向耦合器，定向耦合器的耦合度为-40dBc±0.5dB，定向耦合器的隔离端带有匹配负载；带通滤波器的输出端与定向耦合器的输入端连接，定向耦合器的直通端与第一电桥的输入端连接，定向耦合器的检波端口通过功率计或检波器取样，检测输入信号的功率能量。
第二滤波模块的输出端与双向耦合器的输入端连接，双向耦合器的直通端为波导功合器的输出信号，双向耦合器的两个检波端口均通过功率计或检波器取样，以检测测输出信号功率能量和反射回波功率能量。
双向耦合器的耦合度为-50dBc±0.5dB。
波导功分器和波导功合器中的电桥均为3dB 90°电桥;
电桥的工作频率范围为：5～6GHz；
插入损耗IL不大于0.1dB，IL表示的是从输入端到直通端的能量损耗：
隔离度：I不大于25dB,
,其中，P4表示电桥隔离端的输出功率。
通过功率：250WCW。
如图3-4所示，波导功分器中，电桥的隔离端均匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；第一电桥3隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于50W，第二电桥4和第三电桥5的隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于30W；波导功合器中，第四电桥10和第五电桥11隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于120W，第六电桥12隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于250W。
射频输入接口为半高型 WR159BJ58波导接口，波导内尺寸为：40.386×10.097mm。
射频输入信号经过滤波后进入第一电桥3的输入端，功率平分后，第一电桥3的直通端输出0°直通信号，第一电桥3的耦合端输出90°耦合信号，第一电桥3的直通端输出的0°直通信号进入第二电桥4的输入端，第一电桥3的耦合端输出的90°耦合信号进入第三电桥5的输入端，再次功率平分后，第二电桥4的耦合端输出90°耦合信号，第二电桥4的直通端输出0°直通信号，第三电桥5的直通端输出90°直通信号，第三电桥5的耦合端输出180°耦合信号；
经功率放大器组放大后的四路信号，分别作为输入进入第四电桥10和第五电桥11，第四电桥10的两个输入端的信号相位分别为90°和0°，第五电桥11的两个输入端的信号相位分别为90°和180°，四路信号经第四电桥10和第五电桥11功率合成后获得两路相位差90°的合成信号，分别为90°和180°，两路信号再进入第六电桥12的两个输入端，经功率合成后输出相位180°的合成信号。
如图1所示，功率放大组件还包括：通信控制模块和辅助电源；
通信控制模块与第一功率检测模块、功率放大器组和第二功率检测模块通讯连接；辅助电源与功率放大器组和通信控制模块连接；
第一功率检测模块和第二功率检测模块将实时检测的功率信号转换成电压信号并传送给通信控制模块。
辅助电源包括AC/DC电源转换分配模块，将外部提供的交流380V电源，进行转换，转换成放大器组及外围电路需要的直流电压；
辅助电源包含单片机，功率放大器6的放大芯片为 GaN 器件；通过辅助电源中的单片机实现对功率放大器6的加电保护，使GaN 器件加电时， 栅极电压Vg 输出后，漏极电压Vd 才能够输出，GaN 器件去电时， Vd 断掉后，Vg 才能够去电。
定向耦合器2的检波端口通过检波器检测输入信号的功率能量，生成第一电压信号；
双向耦合器14的两个检波端口均通过功率计或检波器取样，检测合成信号功率能量生成第二电压信号，检测反射回波信号功率能量生成第三电压信号；
当通信控制模块监测到第一电压信号超出阈值范围时，生成射频信号异常提醒；
当通信控制模块监测到第二电压信号或第三电压信号异常时，通信控制模块发送指令至辅助电源切断放大器组的电压。
实施例2
用于C波段的功率放大组件，包括依次连接的：波导功分器、功率放大器组和波导功合器；
导功分器工作频率区间为：5.2--5.9GHz，插入损耗≤0.3dB
波导功分器包括依次连接的：第一滤波模块、第一功率检测模块和功率分配模块；
如图5所示，功率分配模块由第七电桥15、第八电桥16、第九电桥17和第十电桥18组合构成，电桥均为3dB 90°电桥；
第七电桥15的输入端连接定向耦合器的输出端，第七电桥15的隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载，第七电桥15的直通端连接第九电桥17的输入端口，第七电桥15的耦合端连接第十电桥18的输入端；第八电桥16的两个输入端口均作为隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；第八电桥16的两个输入端口分别连接第九电桥17和第十电桥18的隔离端；
射频输入信号经过滤波后进入第七电桥15的输入端，经第七电桥15功率平分后，0°直通信号进入第九电桥17的输入端，经第九电桥17再次功率平分后得到0°直通信号和90°耦合信号；90°耦合信号进入第十电桥18的输入端，经第十电桥18再次功率平分后得到90°直通信号和180°耦合信号，由此得到功率平分后得到四路信号。
波导功合器包括依次连接的：功率合成模块、第二滤波模块和第二功率检测模块；
如图6所示，功率合成模块由第十一电桥19、第十二电桥20、第十三电桥21和第十四电桥22组合构成，电桥均为3dB 90°电桥；
第十一电桥19的两个输入端和第十二电桥20的两个输入端分别接收经功率放大器组放大后的四路信号；第十一电桥19的耦合端和第十二电桥20的耦合端分别连接十三电桥21的两个输入端，第十三电桥21的两个输出端口均作为隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；第十一电桥19的耦合端和第十二电桥20的直通端分别连接第十四电桥22的两个输入端，第十四电桥22的隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；
相位分别为0°和90°的放大信号分别作为输入进入第十一电桥19的两个输入端；相位分别为90°和180°的放大信号分别作为输入进入第十二电桥20的两个输入端；获得相位分别为90°和180°的直通信号，90°和180°的直通信号进入第十四电桥22的两个输入端，经功率合成后输出相位180°的合成信号。
实施例3
一种用于C波段的功率放大方法，该功率放大方法基于实施例1-2中的任一功率放大组件实现，如图7所示，该功率放大方法包括以下步骤：
S101：接收射频输入信号并对射频输入信号进行滤波；
S102：将滤波后的信号通过定向耦合器进行输入信号的功率能量检测并将检测信号转换为第一电压信号；
S103：实时监测第一电压信号是否超过阈值，若是，则检查射频输入信号并返回步骤S101，若否，则执行步骤S104；
S104：将输入信号四路功分后分别进行功率放大，并将功率放大后的四路信号进行功合；
S105：对合成信号进行滤波，通过双向耦合器对合成信号进行检波，检测合成信号功率能量生成第二电压信号，检测反射回波信号功率能量生成第三电压信号；
S106：实时监测第二电压信号和第三电压信号是否异常，若是，则切断放大器组的电源电压，排除放大器组故障后重新上电并返回步骤S101，若否，则结束。
步骤S106中，切断放大器组的电源电压具体步骤为： 先切断放大器组中各个放大器的漏极电压，然后去除各个放大器的栅极电压；排除放大器组故障后重新上电具体步骤为：先给放大器组中各个放大器的栅极加上电压，然后给各个放大器的漏极加电压。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于C波段的功率放大组件，其特征在于，包括依次连接的波导功分器、功率放大器组和波导功合器；
所述波导功分器包括依次连接的第一滤波模块、第一功率检测模块和功率分配模块；
所述第一滤波模块至少包括第一输入带通滤波器，所述第一滤波模块接收射频输入信号并对所述输入信号进行滤波；
所述第一功率检测模块包括定向耦合器，所述定向耦合器对滤波后的输入信号进行耦合输出以检测输入信号的功率能量；
所述功率分配模块由第一电桥与第二电桥和第三电桥级联组成；
所述功率放大器组包括四个并联的功率放大器；
所述波导功合器包括依次连接的：功率合成模块、第二滤波模块和第二功率检测模块；
所述功率合成模块由第四电桥和第五电桥与第六电桥级联组成；
所述第二滤波模块至少包括第二输入带通滤波器，所述第二滤波模块接收功率合成模块输出的合成信号并完成对合成信号的滤波；
所述第二功率检测模块对滤波后的合成信号进行耦合输出，所述第二功率检测模块包括一个双向耦合器；
所述波导功分器和波导功合器中的电桥均为3dB 90°电桥，所述电桥的工作频率范围为：5～6GHz；
所述电桥的隔离端均匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；所述第一电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于50W，所述第二电桥和第三电桥的隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于30W；所述第四电桥和第五电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于120W，所述第六电桥隔离端的耦合隔直电容和50Ω电阻负载的功率容量不小于250W。
2.根据权利要求1任一项所述的用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述功率分配模块、功率放大器组和功率合成模块依次连接实现射频输入信号功率放大；所述射频输入信号经过滤波后进入第一电桥的输入端，功率平分后，第一电桥的直通端输出0°直通信号，第一电桥的耦合端输出90°耦合信号，第一电桥的直通端输出的所述0°直通信号进入第二电桥的输入端，第一电桥的耦合端输出的所述90°耦合信号进入第三电桥的输入端，再次功率平分后，第二电桥的耦合端输出90°耦合信号，第二电桥的直通端输出0°直通信号，第三电桥的直通端输出90°直通信号，第三电桥的耦合端输出180°耦合信号；
经所述功率放大器组放大后的四路信号，分别作为输入进入第四电桥和第五电桥，第四电桥的两个输入端的信号相位分别为90°和0°，第五电桥的两个输入端的信号相位分别为90°和180°，四路信号经第四电桥和第五电桥功率合成后获得两路相位差90°的合成信号，分别为90°和180°，两路信号再进入第六电桥的两个输入端，经功率合成后输出相位180°的合成信号。
3.根据权利要求1所述的用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述功率放大组件还包括：通信控制模块和辅助电源；
所述通信控制模块与所述第一功率检测模块、所述功率放大器组和所述第二功率检测模块通讯连接；所述辅助电源与所述功率放大器组和所述通信控制模块连接；
所述第一功率检测模块和所述第二功率检测模块将实时检测的功率信号转换成电压信号并传送给所述通信控制模块。
4.根据权利要求3所述的用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述辅助电源包含单片机，所述功率放大器的放大芯片为 GaN 器件；通过所述辅助电源中的单片机实现对所述功率放大器的加电保护，使GaN 器件加电时， 栅极电压Vg 输出后，漏极电压Vd 才能够输出，GaN 器件去电时， Vd 断掉后，Vg 才能够去电。
5.根据权利要求3所述的用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述定向耦合器的检波端口通过检波器检测输入信号的功率能量，生成第一电压信号；
所述双向耦合器的两个检波端口均通过功率计或检波器取样，检测合成信号功率能量生成第二电压信号，检测反射回波信号功率能量生成第三电压信号；
当所述通信控制模块监测到所述第一电压信号超出阈值范围时，生成射频信号异常提醒；
当所述通信控制模块监测到所述第二电压信号或第三电压信号异常时，所述通信控制模块发送指令至辅助电源切断放大器组的电压。
6.根据权利要求1所述的用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述功率分配模块由第七电桥、第八电桥、第九电桥和第十电桥组合构成，所述第七电桥、第八电桥、第九电桥和第十电桥均为3dB 90°电桥；
所述第七电桥的输入端连接定向耦合器的输出端，所述第七电桥的隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载，所述第七电桥的直通端连接第九电桥的输入端口，所述第七电桥的耦合端连接第十电桥的输入端；所述第八电桥的两个输入端口均作为隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；所述第八电桥的两个输入端口分别连接第九电桥和第十电桥的隔离端；
所述射频输入信号经过滤波后进入第七电桥的输入端，经第七电桥功率平分后，0°直通信号进入第九电桥的输入端，经第九电桥再次功率平分后得到0°直通信号和90°耦合信号；90°耦合信号进入第十电桥的输入端，经第十电桥再次功率平分后得到90°直通信号和180°耦合信号，由此得到功率平分后得到四路信号。
7.根据权利要求1所述的用于C波段的功率放大组件，其特征在于，所述功率合成模块由第十一电桥、第十二电桥、第十三电桥和第十四电桥组合构成，所述第十一电桥、第十二电桥、第十三电桥和第十四电桥均为3dB 90°电桥；
所述第十一电桥的两个输入端和所述第十二电桥的两个输入端分别接收经所述功率放大器组放大后的四路信号；所述第十一电桥的耦合端和所述第十二电桥的耦合端分别连接所述十三电桥的两个输入端，所述第十三电桥的两个输出端口均作为隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；所述第十一电桥的耦合端和所述第十二电桥的直通端分别连接所述第十四电桥的两个输入端，所述第十四电桥的隔离端匹配有耦合隔直电容和50Ω电阻负载；
相位分别为0°和90°的放大信号分别作为输入进入所述第十一电桥的两个输入端；相位分别为90°和180°的放大信号分别作为输入进入所述第十二电桥的两个输入端；获得相位分别为90°和180°的直通信号，90°和180°的直通信号进入所述第十四电桥的两个输入端，经功率合成后输出相位180°的合成信号。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述的功率放大组件的用于C波段的功率放大方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S101：接收射频输入信号并对所述射频输入信号进行滤波；
S102：将滤波后的信号通过定向耦合器进行输入信号的功率能量检测并将检测信号转换为第一电压信号；
S103：实时监测所述第一电压信号是否超过阈值，若是，则检查射频输入信号并返回步骤S101，若否，则执行步骤S104；
S104：将输入信号四路功分后分别进行功率放大，并将功率放大后的四路信号进行功合；
S105：对合成信号进行滤波，通过双向耦合器对合成信号进行检波，检测合成信号功率能量生成第二电压信号，检测反射回波信号功率能量生成第三电压信号；
S106：实时监测所述第二电压信号和所述第三电压信号是否异常，若是，则切断放大器组的电源电压，排除放大器组故障后重新上电并返回步骤S101，若否，则结束。
9.根据权利要求8所述的用于C波段的功放方法，其特征在于，所述步骤S106中，所述切断放大器组的电源电压具体步骤为： 先切断放大器组中各个放大器的漏极电压，然后去除各个放大器的栅极电压；所述排除放大器组故障后重新上电具体步骤为：先给放大器组中各个放大器的栅极加上电压，然后给各个放大器的漏极加电压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211124001.8A CN115225046B (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种用于c波段的功率放大组件和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211124001.8A CN115225046B (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种用于c波段的功率放大组件和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115225046A CN115225046A (zh) | 2022-10-21 |
| CN115225046B true CN115225046B (zh) | 2022-12-13 |
Family
ID=83617920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211124001.8A Active CN115225046B (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种用于c波段的功率放大组件和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115225046B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116260406B (zh) * | 2023-05-16 | 2023-08-04 | 四川中久防务科技有限公司 | 一种并行功率放大合成器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102843159A (zh) * | 2012-08-21 | 2012-12-26 | 北京琨奇电子系统有限公司 | 一种微波高光谱接收机及方法 |
| CN103490730A (zh) * | 2013-09-10 | 2014-01-01 | 珠海市百音电子科技有限公司 | 双极化集成电路结构的pll-cs波段多功能降频器 |
| CN205377798U (zh) * | 2015-12-17 | 2016-07-06 | 成都九洲迪飞科技有限责任公司 | Ka频段功率放大器 |
| 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 |
| CN210578441U (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-19 | 成都菲斯洛克电子技术有限公司 | 一种新型Ka频段固态功率放大器 |
| CN111198354A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-26 | 南京维觉科技有限公司 | 一种基于目标侦测雷达的isar功率放大模块 |
| CN111969968A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-20 | 无锡华测电子系统有限公司 | 一种新型x波段全固态发射机 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6753996B2 (en) * | 2000-09-21 | 2004-06-22 | Nippon Telegraph & Telephone Corporation | Light-controlled light modulator |
| US6724523B2 (en) * | 2001-11-15 | 2004-04-20 | Hrl Laboratories, Llc | Remotely locatable RF power amplification system |
| CN101582829B (zh) * | 2009-06-15 | 2011-07-13 | 曹军 | 分布式宽带无线覆盖与宽带有线接入连接系统及其实现方法 |
| CN113630095A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-09 | 博微太赫兹信息科技有限公司 | 一种w波段合成功率放大器 |
-
2022
- 2022-09-15 CN CN202211124001.8A patent/CN115225046B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102843159A (zh) * | 2012-08-21 | 2012-12-26 | 北京琨奇电子系统有限公司 | 一种微波高光谱接收机及方法 |
| CN103490730A (zh) * | 2013-09-10 | 2014-01-01 | 珠海市百音电子科技有限公司 | 双极化集成电路结构的pll-cs波段多功能降频器 |
| CN205377798U (zh) * | 2015-12-17 | 2016-07-06 | 成都九洲迪飞科技有限责任公司 | Ka频段功率放大器 |
| 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 |
| CN210578441U (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-19 | 成都菲斯洛克电子技术有限公司 | 一种新型Ka频段固态功率放大器 |
| CN111198354A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-05-26 | 南京维觉科技有限公司 | 一种基于目标侦测雷达的isar功率放大模块 |
| CN111969968A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-20 | 无锡华测电子系统有限公司 | 一种新型x波段全固态发射机 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Erbium-doped TeO_2-coated Si_3N_4 waveguide amplifiers with 5 dB net gain;HENRY C. FRANKIS等;《Photonics Research》;20200225(第02期);115-120 * |
| Ka频段300 W固态功率放大器设计;刘士奇等;《无线电工程》;20200519(第06期);313-317 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115225046A (zh) | 2022-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115225046B (zh) | 一种用于c波段的功率放大组件和方法 | |
| CN105119576B (zh) | 一种s频段连续波固态高功放装置 | |
| WO2010036469A3 (en) | A partial discharge coupler for application on high voltage generator bus works | |
| CN108089092B (zh) | 一种发电机转子绕组漏电检测装置 | |
| CN103368524A (zh) | 用于配电变压器远程监控系统中的信号调理电路 | |
| CN105763207A (zh) | 一种射频测量仪器中的宽带射频发射电路 | |
| CN102162822A (zh) | 直流电流检测电路及应用该电路的变频空调器 | |
| CN116260406B (zh) | 一种并行功率放大合成器 | |
| CN112345890B (zh) | 一种故障电弧及电流检测的复合检测电路装置 | |
| CN103178483B (zh) | 一种具有反向保护功能的射频信号源及反向保护方法 | |
| CN204886878U (zh) | 一种s频段连续波固态高功放装置 | |
| CN112881790A (zh) | 一种基于检波器的77GHz功率监测电路 | |
| CN210514514U (zh) | 应用于配电终端的小信号采集电路 | |
| CN210863953U (zh) | 一种高精度有源功分组件 | |
| CN111308201B (zh) | 一种集成小电流接地选线功能的分布式录波系统 | |
| CN102654525A (zh) | 绝缘子阻性电流分离电路 | |
| CN206585530U (zh) | 一种抑制射频功率放大器谐波的装置 | |
| CN103560311B (zh) | 小型化、高稳定性射频信号输出模块 | |
| TW587365B (en) | DC offset canceling circuit applied in a variable gain amplifier | |
| CN212324075U (zh) | 一种光伏组件载波接收带通平坦型滤波电路 | |
| CN105974194B (zh) | 一种对局部放电及温度监测装置监测的二次设备 | |
| CN215498936U (zh) | 一种变频接收装置 | |
| CN203278402U (zh) | 基于无线通信的配电变压器远程监控系统的信号调理器 | |
| CN218724238U (zh) | 一种传感器调理电路及传感器 | |
| CN203275917U (zh) | 配电变压器远程监控系统的信号调理器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |