CN204068874U - 一种s波段的500w激励源 - Google Patents
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Abstract
针对现有真空管发射机体积过大、寿命短等缺陷，本实用新型提供一种S波段500W的激励源，包括频率源模块、13W功率放大模块、65W/220W功率放大模块、第一350W功率放大模块、第二350W功率放大模块、耦合器、稳压电源、可调衰减器、功分器和合成器。本实用新型的有益效果是：本产品采用全固态合成结构，稳定可靠性高，体积小，电学上性能优良、力学上稳定性高、热学上可靠性好。
Description
技术领域
本实用新型属于微波技术领域，具体涉及一种S波段的500W激励源。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，微波固态功放得到广泛运用，大功率微波固态合成技术正得到越来越广泛的应用。与真空管发射机相比，固态放大器以低噪声、低失真、低电压工作、小尺寸、轻重量、长寿命、高可靠性等特点受到青睐。但是，目前在S波段单管输出的功率比较小，如需提高输出功率，则必须将多个S波段单管合成，导致产品的结构复杂、设备体积大、内部电磁干扰多、性能不稳定，影响激励源工作时所产生的信号的稳定性。
实用新型内容
本实用新型发明的目的是提供一种基于微波固态功率合成技术的S波段500W激励源，其具体组成为：
一种S波段500W的激励源，包括频率源模块1、13W功率放大模块3、65W /220W功率放大模块4、第一350W功率放大模块51、第二350W功率放大模块52、耦合器6、稳压电源7、可调衰减器8、功分器9和合成器10；其中，频率源模块1的输出端和13W功率放大模块3输入端相连接，13W功率放大模块3的输出端和65W/220W功率放大模块4的输入端相连接，65W/ 220W功率放大模块4的输出端和功分器9的输入端连接，功分器9的第一输出端与第一350W功率放大模块51的输入端相连接，功分器9的第二输出端与第二350W功率放大模块52的输入端相连接，第一350W功率放大模块51的输出端和第二350W功率放大模块52的输出端共同与合成器10的输入端相连接，合成器10的输出端与耦合器6的输入端相连接。
本实用新型有益的效果是
本实用新型克服S波段单管的输出功率小，而多个合成容易导致整机结构复杂、体积大、性能不稳定的弊端。本实用新型的结构紧凑、体积小，射频性能好，全固态合成高功率输出，工作状态稳定、电磁兼容性能优良、稳定性高、可靠性好；
本实用新型适合配套大功率速调管使用；
本实用新型采用微波固态功率合成结构，输出功率不小于500W，且充分考虑了整个机箱内部的电磁兼容性，整个机箱一体化，使用方便，可靠性高。
附图说明
图1为本实用新型的系统组成原理框图。
图2为图1中13W功率放大模块3内脉冲调制电路的电路图。
图3为本实用新型中13W功率放大模块3的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图详细说明本实用新型的结构特点。
参见图1，一种S波段500W的激励源，包括频率源模块1、13W功率放大模块3、65W /220W功率放大模块4、第一350W功率放大模块51、第二350W功率放大模块52、耦合器6、稳压电源7、可调衰减器8、功分器9和合成器10；其中，频率源模块1的输出端和13W功率放大模块3输入端相连接，13W功率放大模块3的输出端和65W/220W功率放大模块4的输入端相连接，65W/ 220W功率放大模块4的输出端和功分器9的输入端连接，功分器9的第一输出端与第一350W功率放大模块51的输入端相连接，功分器9的第二输出端与第二350W功率放大模块52的输入端相连接，第一350W功率放大模块51的输出端和第二350W功率放大模块52的输出端共同与合成器10的输入端相连接，合成器10的输出端与耦合器6的输入端相连接，由耦合器6最终合成大于500W的功率并输出。
射频信号由激励源产生给13W功率放大模块3以激励信号；13W功率放大模块3输出的功率作为激励推动65W/220W功率放大模块4；65W/220W功率放大模块4输出功率经过功分器9功分两路分别推动两路350W功率放大模块；两路350W功率放大模块输出经过合成器10合成输出；合成器10合成的功率输出经可调衰减器8，使输出功率连续可调；再经过耦合器6最终输出大于500W射频功率。
进一步说，所述频率源模块1、13W功率放大模块3、65W/220W功率放大模块4、第一350W功率放大模块51、第二350W功率放大模块52、耦合器6、稳压电源7、可调衰减器8、功分器9和合成器10分别安装在封闭的金属小腔体中，安装在金属小腔体中的上述模块再装配在机箱中，并通过射频电缆连接。
进一步说，频率源模块1四创公司生产的型号为SC-PLY-2856的频率源；13W功率放大模块3的型号为四创公司生产的型号为SC-PA-2856-13的功放模块；65W/220W功率放大模块4的型号为四创公司生产的型号为SC-PA-2856-65/220的功放模块；第一350W功率放大模块51和第二350W功率放大模块52均为四创公司生产的的型号为SC-PA-2856-350的功放模块；耦合器6为ARRA公司的型号为4194-30的耦合器；稳压电源7的型号为CYXA-104.8的电源；可调衰减器8的型号为ARRA公司生产的型号为4814-20的衰减器；功分器9四创公司生产的的型号为SC-GFQ-2856的一分二功分；合成器10四创公司生产的型号为SC-HCQ-2856的二合一功率合成器。
进一步说，13W功率放大模块3内含脉冲调制电路，所述的脉冲调制电路采用栅极调制结构。
参见图2，更进一步说，栅极调制结构的脉冲调制电路由型号为LM7810的稳压块N1，型号为2CK84D的二极管V4，电阻R1、R2、R3和R4，型号均为BCX41的三极管V1、V2和V3，IRF公司生产的、型号为IRF4905的场效应管V5，以及电容C1、C2和C3构成。
参见图2，是脉冲调制电路的具体电路图。二极管V4的负极与电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端分别与三极管V1的基极、电阻R2的一端相连接；电阻R1的两端并联有电容C1；所述电阻R2的一端与三极管V2的基极相连接；三极管V1的集电极与三极管V3的基极相连接；三极管V3的发射极与三极管V2的集电极之间的节点与场效应管V5的栅极相连接，场效应管V5的漏极、电容C3的一端、电阻R3的一端、电阻R4的一端以及稳压块N1的10V输出端口（+10V）共同连接在一起；电阻R3的另一端同三极管V1集电极与三极管V2基极之间的节点相连接；电阻R4的另一端与三极管V2集电极相连接；电阻R4与三极管V2集电极之间的节点与电容C2的一端相连接；稳压块N1的接地端（GND）、电阻R2的另一端、三极管V2发射极、电容C2的另一端、电容C3的一端分别接地。
获得快速的上升沿和下降沿是本设计的难点之一，本设计采用栅极调制方式，具体脉冲调制电路机理分析如下：由于微波晶体管本身的上升沿时间在20ns～50ns，所以放大器的上升时间和下降时间主要取决于其直流偏置。对于栅极脉冲调制方式，偏置电路中的旁路电容越大，时间常数越大，脉冲上升沿和下降沿越差，所以旁路电容越小调制效果越佳，但旁路电容减小时会对放大器稳定性造成影响，在实际电路中需调节电容大小这种二者矛盾。本脉冲调制电路主要利用了P-channel MOSFET可以用作开关这一特点，由栅极电压VG控制开关状态，用FET作微波开关的主要优点是能简化偏置网络、驱动功耗小、且具有宽带特性和大的功率容量，并能提供很高的开关速度。本脉冲调制电路选用了型号为IRF4905的开关管，IRF4905是P沟道的MOSFET,具有极低得导通电阻和快速的转换速率，使用ADS对MOSFET的控制进行了时域仿真，结果表明控制效果良好，管子导通时线性工作，输出电压基本等于输入电压。
进一步说，所述13W功率放大模块3还包括36V电源、第一衰减器N2、功率芯片D1、隔离器W1和第二衰减器N3。其中，第一衰减器N2、功率芯片D1、隔离器W1和第二衰减器N3依次串联在一起，36V电源及脉冲调制电路分别与连接；
所述第一衰减器N2和第二衰减器N3的型号均为Florida公司生产的型号为33-1001-0.5dB的衰减器；所述的功率芯片D1为中电55所生产的、型号为WFB027031-P47的功率芯片；隔离器W1是中电9所生产的型号为GDZ9031的隔离器。
Claims (5)
1.一种S波段500W的激励源，其特征在于：包括频率源模块（1）、13W功率放大模块（3）、65W /220W功率放大模块（4）、第一350W功率放大模块（51）、第二350W功率放大模块（52）、耦合器（6）、稳压电源（7）、可调衰减器（8）、功分器（9）和合成器（10）；其中，频率源模块（1）的输出端和13W功率放大模块（3）输入端相连接，13W功率放大模块（3）的输出端和65W/220W功率放大模块（4）的输入端相连接，65W/ 220W功率放大模块（4）的输出端和功分器（9）的输入端连接，功分器（9）的第一输出端与第一350W功率放大模块（51）的输入端相连接，功分器（9）的第二输出端与第二350W功率放大模块（52）的输入端相连接，第一350W功率放大模块（51）的输出端和第二350W功率放大模块（52）的输出端共同与合成器（10）的输入端相连接，合成器（10）的输出端与耦合器（6）的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种S波段500W的激励源，其特征在于：所述频率源模块（1）、13W功率放大模块（3）、65W/220W功率放大模块（4）、第一350W功率放大模块（51）、第二350W功率放大模块（52）、耦合器（6）、稳压电源（7）、可调衰减器（8）、功分器（9）和合成器（10）分别安装在封闭的金属小腔体中，安装在金属小腔体中的上述模块再装配在机箱中，并通过射频电缆连接。
3.根据权利要求1所述的一种S波段500W的激励源，其特征在于：频率源模块（1）的型号为SC-PLY-2856；13W功率放大模块（3）的型号为SC-PA-2856-13；65W/220W功率放大模块（4）的型号为SC-PA-2856-65/220；第一350W功率放大模块（51）的型号为SC-PA-2856-350；第二350W功率放大模块（52）的型号为SC-PA-2856-350；耦合器（6）的型号为4194-30；稳压电源（7）的型号为CYXA-104.8；可调衰减器（8）的型号为4814-20；功分器（9）的型号为SC-GFQ-2856；合成器（10）的型号为SC-HCQ-2856。
4.根据权利要求2所述的一种S波段500W的激励源，其特征在于：13W功率放大模块（3）内含脉冲调制电路，所述的脉冲调制电路采用栅极调制结构。
5.根据权利要求4所述一种S波段500W的激励源，其特征在于：栅极调制结构的脉冲调制电路由型号为LM7810的稳压块N1，型号为2CK84D的二极管V4，电阻R1、R2、R3和R4，型号为BCX41的三极管V1、V2和V3，型号为IRF4905的场效应管V5，以及电容C1、C2和C3构成。
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