CN117895910B - 一种低底噪的多模式发射机功放模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低底噪的多模式发射机功放模块，涉及机载综合航电设备技术领域，包括依次连接的驱动放大器、末级放大器、环形器和滤波器，驱动放大器的第一输入端连接激励信号输入端，环形器还与接收机连接，滤波器的输出端连接至发射机的输入/输出端口；驱动放大器的栅极还连接有第一栅压控制模块，末级放大器的栅极还连接有第二栅压控制模块；第一栅压控制模块和第二栅压控制模块均通过模式控制信号和PTT信号控制相应放大器的栅压，使得发射机在航空管制模式下调制信号打开时噪声在‑80dBm以下，同时保证其它模式工作在线性状态。本发明有效地改善了当调制信号开启后发射机底噪（无激励信号）偏大，严重影响接收灵敏度的问题。

Description

一种低底噪的多模式发射机功放模块
技术领域
本发明涉及机载综合航电设备技术领域，具体涉及一种低底噪的多模式发射机功放模块。
背景技术
随着空管二次雷达技术的发展，现有的空管二次雷达系统需要具备S模式的能力，在S模式出现之前，传统的空管二次雷达系统(A/C模式)已在世界各国通用，所以S模式取代A/C模式需要逐步完成，因此具有S模式的空管二次雷达系统必须与传统的二次雷达系统相兼容。为了在进行S模式全呼叫询问的同时进行A/C模式的询问，就要采用一种A/C/S模式全呼叫询问格式。它与标准的A/C模式询问信号的区别就是在脉冲P3后增加了一个P4脉冲，为了收到完整的P4脉冲，通常需要在收到P3脉冲后将发射机调制信号（空管二次雷达采用脉冲调制技术）打开，此时，系统处于接收状态，因此必须保证调制信号打开时，发射机的底噪不能影响P4脉冲的接收，这就对发射机的底噪电平提出了很高的要求。目前，机载综合航电设备技术领域的发射机属于多模式发射机，其功能和信号格式一般包括航空管制、ADS-B、DME、TACAN，数据链、识别等。
为了保证调制信号开启后的发射机底噪，目前普遍的做法是调节发射机中放大链路GaN功放管的静态工作点，使放大器处于深度饱和状态，但是此种方法主要有两个缺点：一是需要反复调试合适的静态工作点，增加调试难度；二是放大器处于深度饱和状态，会牺牲放大器增益和线性度，DME、TACAN，数据链、识别等模式需要较好的线性度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低底噪的多模式发射机功放模块，降低航空管制调制信号开启后的发射机底噪。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种低底噪的多模式发射机功放模块，包括依次连接的驱动放大器、末级放大器、环形器和滤波器，所述驱动放大器的第一输入端连接激励信号输入端，所述环形器还与接收机连接，所述滤波器的输出端连接至发射机的输入/输出端口；
所述驱动放大器的栅极还连接有第一栅压控制模块，所述第一栅压控制模块的第一输入端接入第一模式控制信号，第一模式控制信号用于选择连接到驱动放大器的栅压类型：发射机工作在航空管制模式时，选择栅压C类工作电压；发射机工作在DME、TACAN、数据链、识别模式时，选择线性栅压；所述第一栅压控制模块的第二输入端连接PTT脉冲调制信号，PTT为脉冲调制信号用于将驱动放大器在不开启时切到截止状态；
所述末级放大器的栅极还连接有第二栅压控制模块，所述第二栅压控制模块的第一输入端接入第二模式控制信号，第二模式控制信号用于选择连接到末级放大器的栅压类型：发射机工作在航空管制模式时，选择栅压C类工作电压；发射机工作在DME、TACAN、数据链、识别模式时，选择线性栅压；所述第二栅压控制模块的第二输入端连接PTT脉冲调制信号，PTT脉冲调制信号用于将末级放大器在不开启时切到截止状态。
进一步地，还包括连接在驱动放大器和末级放大器之间的程控衰减器，程控衰减器的第二输入端还与程控信号端连接。
进一步地，所述驱动放大器和末级放大器均为GaN固态功率放大器。
进一步地，所述驱动放大器的漏极还外接第一漏极电压，所述末级放大器的漏极还外接第二漏极电压。
进一步地，所述环形器在航管处于发射状态时匹配末级放大器，用于保护末级放大器，以及在航管处于接收状态时，提供天线接口到接收机的通路。
本发明的有益效果是：
本发明实施例提供的多模式发射机功放模块方案，通过模式控制信号和PTT信号控制放大器的栅压，使得发射机在航空管制模式下调制信号打开时噪声-80dBm以下，有效地改善了当调制信号开启后发射机底噪（无激励信号）偏大，严重影响接收灵敏度的问题。
附图说明
图1为本发明中的低底噪的多模式发射机功放模块的结构原理示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，本发明提供一种技术方案：
如图1所示，一种低底噪的多模式发射机功放模块，包括依次连接的驱动放大器、末级放大器、环形器和滤波器，所述驱动放大器的第一输入端连接激励信号输入端，所述环形器还与接收机连接，所述滤波器的输出端连接至发射机的输入/输出端口；
所述驱动放大器的栅极还连接有第一栅压控制模块，所述第一栅压控制模块的第一输入端接入第一模式控制信号，第一模式控制信号用于选择连接到驱动放大器的栅压类型：发射机工作航空管制模式时，选择栅压C类工作电压（深度饱和模式）；发射机工作在DME、TACAN，数据链、识别模式时，选择线性栅压；所述第一栅压控制模块的第二输入端连接PTT脉冲调制信号，PTT为脉冲调制信号用于将驱动放大器在不开启时切到截止状态；
所述末级放大器的栅极还连接有第二栅压控制模块，所述第二栅压控制模块的第一输入端接入第二模式控制信号，第二模式控制信号用于选择连接到末级放大器的栅压类型：发射机工作航空管制模式时，选择栅压C类工作电压（深度饱和模式）；发射机工作在DME、TACAN、数据链以及识别等模式时，选择线性栅压；所述第二栅压控制模块的第二输入端连接PTT脉冲调制信号，PTT脉冲调制信号用于将末级放大器在不开启时切到截止状态。
本实施例以千瓦级固态脉冲发射机为例，其中PTT脉冲调制信号，用于控制功放开启。驱动放大器和末级放大器将输入的激励信号完成脉冲调制及放大，实现发射要求的波形及功率，并通过滤波器将放大信号送至天线端口，输出端通过耦合的方式采集检波和驻波信号送数字电路进行处理。
空管二次雷达应答系统中，当调制信号开启后发射机底噪（无激励信号）偏大，严重影响接收灵敏度，第一栅压控制模块和第二栅压控制模块均通过模式控制信号和PTT信号控制相应放大器的栅压，使得发射机在航空管制模式下调制信号打开时噪声在-80dBm以下，同时保证其它模式工作在线性状态。
本实施例中，功放模块还包括连接在驱动放大器和末级放大器之间的程控衰减器，程控衰减器的第二输入端还与程控信号端连接。
作为优选地，本实施例中的驱动放大器和末级放大器均为GaN固态功率放大器。
进一步地，所述驱动放大器的漏极还外接第一漏极电压，所述末级放大器的漏极还外接第二漏极电压，保证放大器正常工作。
环形器在航管处于发射状态时匹配末级放大器，用于保护末级放大器，以及在航管处于接收状态时，提供天线接口到接收机的通路，把天线接收到的信号送至接收电路。
本实施例的多模式发射机功放模块方案，通过模式控制信号和PTT信号控制放大器的栅压，使得发射机在航空管制模式下调制信号打开时噪声-80dBm以下，有效地改善了当调制信号开启后发射机底噪（无激励信号）偏大，严重影响接收灵敏度的问题。
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 (5)

1.一种低底噪的多模式发射机功放模块，其特征在于：包括依次连接的驱动放大器、末级放大器、环形器和滤波器，所述驱动放大器的第一输入端连接激励信号输入端，所述环形器还与接收机连接，所述滤波器的输出端连接至发射机的输入/输出端口；
所述驱动放大器的栅极还连接有第一栅压控制模块，所述第一栅压控制模块的第一输入端接入第一模式控制信号，第一模式控制信号用于选择连接到驱动放大器的栅压类型：发射机工作在航空管制模式时，选择栅压C类工作电压；发射机工作在DME、TACAN、数据链、识别模式时，选择线性栅压；所述第一栅压控制模块的第二输入端连接PTT脉冲调制信号，PTT为脉冲调制信号用于将驱动放大器在不开启时切到截止状态；
所述末级放大器的栅极还连接有第二栅压控制模块，所述第二栅压控制模块的第一输入端接入第二模式控制信号，第二模式控制信号用于选择连接到末级放大器的栅压类型：发射机工作在航空管制模式时，选择栅压C类工作电压；发射机工作在DME、TACAN、数据链、识别模式时，选择线性栅压；所述第二栅压控制模块的第二输入端连接PTT脉冲调制信号，PTT脉冲调制信号用于将末级放大器在不开启时切到截止状态。
2.根据权利要求1所述的一种低底噪的多模式发射机功放模块，其特征在于：还包括连接在驱动放大器和末级放大器之间的程控衰减器，程控衰减器的第二输入端还与程控信号端连接。
3.根据权利要求1所述的一种低底噪的多模式发射机功放模块，其特征在于：所述驱动放大器和末级放大器均为GaN固态功率放大器。
4.根据权利要求3所述的一种低底噪的多模式发射机功放模块，其特征在于：所述驱动放大器的漏极还外接第一漏极电压，所述末级放大器的漏极还外接第二漏极电压。
5.根据权利要求1所述的一种低底噪的多模式发射机功放模块，其特征在于：所述环形器在航管处于发射状态时匹配末级放大器，用于保护末级放大器，以及在航管处于接收状态时，提供天线接口到接收机的通路。
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