CN207181671U - 一种固态脉冲发射机 - Google Patents

Abstract

一种固态脉冲发射机，其包括发射机外壳，发射机外壳为箱体结构，发射机外壳的一面设置有发射机箱门，发射机箱门相对的一侧设置有风冷机柜，发射机外壳内设置有相对的隔板，隔板之间形成凹槽，凹槽内设置有导轨和滚轮，隔板上还设置有通孔，固态脉冲发射机还包括发射机装置，发射机装置包括激励机柜、功放机柜、输出耦合机柜、配电机柜和监测机柜，激励机柜、功放机柜、输出耦合机柜、配电机柜和监测机柜顺次摆放在发射机外壳内的相对隔板中。本实用新型提供的固态脉冲发射机在凹槽中还设置有导轨和滚轮，能够实现各集成板抽出更方便检修、安装、调试、维护。

Description

一种固态脉冲发射机

技术领域

本实用新型涉及脉冲发射机领域，具体而言，涉及一种固态脉冲发射机。

背景技术

固态脉冲发射机为雷达提供大功率射频信号的无线电装置。它所产生的射频能量经雷达馈线系统传输到雷达天线并辐射到空间。发射信号本身不具有信息，但为雷达获取目标和环境信息提供载体。发射机一般具有高频、高压、大功率的特点，它是雷达系统中最大、最重和最昂贵的部分。

雷达发射机广泛采用脉冲调制器。脉冲调制器由电源、能量储存和脉冲形成三部分组成。常用的脉冲调制器主要有两种：刚性开关的电容储能放电式调制器和软性开关的线型调制器。前者的特点是对脉冲宽度和重复频率有很大的适应性，并且有良好的输出脉冲波形,但结构比较复杂,效率较低；后者效率高，结构比较简单，采用截尾技术等可大大增强对负载阻抗的适应能力，但脉冲波形不如前者的好，而且由于放电管恢复时间的限制不宜用在脉冲间隔短(小于100微秒)的场合。此外,在某些功率不大、稳定性不高的雷达中有时还采用磁调制器。

发射机作为雷达系统的关键设备，其性能直接关系到整个雷达系统的可靠性。但目前的发射机都采用集成技术，将所有发射机组件集成在一张电路集成板、上，当电路集成板、上的某一元器件损坏时，要检查所有电路，导致发射机检修、安装、调试、维护不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种满足445MHz/20kW的固态脉冲发射机，其能够方便检修、安装、调试和维护。

本实用新型的实施例是这样实现的：一种固态脉冲发射机，其包括发射机外壳，发射机外壳为箱体结构，发射机外壳的一面设置有发射机箱门，发射机箱门相对的一侧设置有风冷机柜，发射机外壳内设置有相对的隔板，隔板之间形成凹槽，凹槽内设置有导轨和滚轮，隔板上还设置有通孔，固态脉冲发射机还包括发射机装置，发射机装置包括激励机柜、功放机柜、输出耦合机柜、配电机柜和监测机柜，激励机柜、功放机柜、输出耦合机柜、配电机柜和监测机柜顺次摆放在发射机外壳内的相对隔板中。

在本实用新型较佳的实施例中，上述激励机柜、功放机柜、输出耦合机柜、配电机柜和监测机柜之间通过外接导线连接，外接导线穿过通孔依次连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述激励机柜包括输入切换器、第一输入驱动、第二输入驱动和输入滤波器，输入切换器的输出端与第一输入驱动和第二输入驱动的输入端连接，第一输入驱动和第二输入驱动的输出端与输入滤波器的输入端连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述输入切换器包括脉冲采样电路、切换滤波器、输入切换耦合器、切换开关和输出切换耦合器，脉冲采样电路、切换滤波器、输入切换耦合器、切换开关和输出切换耦合器顺次串接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述功放机柜包括1个一分十功率分配器、10个功放插件、1个十合一合成器和10个吸收负载，一分十功率分配器的输出端与10个功放插件的输入端连接，10个功放插件的输出端与十合一合成器的输入端连接，十合一合成器通过反射端口与10个吸收负载连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述功放插件包括输入三分贝耦合器、输出三分贝耦合器、功放管、功放隔离器和功放射频开关，输入三分贝耦合器、功放管、功放隔离器、输出三分贝耦合器和功放射频开关顺次串接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述输出耦合机柜包括输出定向耦合器，输出定向耦合器包括4路耦合端口，2路为输出功率Po耦合端口，2路为反射功率Pr耦合端口。

在本实用新型较佳的实施例中，上述配电机柜包括避雷器、储能系统、总输入开关和延时控制单元，储能系统、总输入开关、电压控制单元、延时控制单元和储能系统依次串接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述风冷机柜的输入端穿过通孔与配电机柜和监测机柜的输出端连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述监测机柜包括检波电路和信号检测电路，检波电路和单独信号检测电路串接，检波电路的输入端与配电机柜的输出端连接。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型提供的固态脉冲发射机将发射机装置的各机柜模块化，当有问题出现时，可以只检查某一个机柜，并且各机柜分成几个集成板、分别装配在发射机壳的凹槽中，各集成板、之间的连接线通过发射机壳内的隔板通孔相连，并且各凹槽中还设置有导轨和滚轮，能够实现各集成板、顺利抽出和放置，更方便检修、安装、调试、维护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例的发射机外壳结构图；

图2为本实用新型实施例的发射机装置结构图；

图3为本实用新型实施例的功放插件结构图；

图4为本实用新型实施例的功放机柜结构图。

图标：001-隔板；002-通孔；003-集成板；100-激励机柜；200- 功放机柜；300-输出耦合机柜；400-配电机柜；500-监控机柜；600- 风冷机柜；210-一分十功率分配器；220-功放插件；230-十合一合成器；221-输入三分贝耦合器；222-输出三分贝耦合器；223-功放管；224-功放隔离器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

第一实施例

请参见图1，本实施例提供一种固态脉冲发射机，其包括发射机外壳和发射机装置，发射机装置设置在发射机外壳内。

发射机外壳为长方体结构的钣金板构成，发射机外壳的第一侧面上设置有可开关的门，与门相对的一侧设置有发射机装置中的风冷装置，发射机外壳的第二侧面上设置有悬垂的隔板001，与第二侧面相对的第三侧面设置有竖直的隔板001。第二侧面、第三侧面、第二侧面的隔板001和第三侧面的隔板001之间形成隔间，发射机外壳上的隔板001上还设置有通孔002。

并且隔板001与隔板001之间形成凹槽，凹槽内还设置有紧贴第二侧面和第三侧面设置的导轨，导轨上还设置有可滑动的滚轮。当有需要时，可以将设置在凹槽中的各机柜抽出进行安装、调试、维护。

请参见图2，发射机装置包括激励机柜100、功放机柜200、输出耦合机柜300、配电机柜400、监控机柜500和风冷机柜600。本实施例中的固态脉冲发射机采用模块化设计，便于规模生产；各机柜之间采用插拔设计，便于安装、调试、维护。

激励机柜100、功放机柜200和输出耦合机柜300依次串接，配电机柜400、监控机柜500和风冷机柜600依次串接。激励机柜100 的输出端、功放机柜200的输出端和输出耦合机柜300的输出端与配电机柜400的输入端连接。

发射机装置的工作原理是：射频信号从激励机柜100输入端进入，射频信号经过初步过滤和放大之后进入功放机柜200，射频信号在功放机柜200中等分成几路后，推动对应的功放模块再分别将射频信号放大，分别放大后的射频信号经过合成器进行功率合成，最后从输出耦合机柜300中输出；配电机柜400用于整个发射机供电，并且负责对监控机柜500上发出的指令做出响应；监控机柜500用于负责各功能组件的控制及工作状态的采集、处理和监视，并接收和响应系统的控制和RS422指令；风冷系统用于整个发射机降温。

激励机柜100包括输入切换器、第一输入驱动放大器、第二输入驱动放大器和输入滤波器。输入切换器、第一输入驱动放大器、第二输入驱动放大器和输入滤波器通过集成技术，将上述元件集成在第一电路集成板003上，第一电路集成板003设置在发射机外壳的第一隔间中。

输入切换器的输出端与第一输入驱动放大器和第二输入驱动放大器的输入端连接，第一输入驱动放大器和第二输入驱动放大器的输出端与输入滤波器的输入端连接。

输入切换器包括脉冲采样电路、切换滤波器、输入切换耦合器、切换开关和输出切换耦合器，切换滤波器、输入切换耦合器、切换开关顺次连接，切换开关具有两个输出端口，两个输出端口分别与第一输入驱动放大器和第二输入驱动放大器的输入端连接，第一输入驱动放大器和第二输入驱动放大器的输出端与输出切换耦合器的输入端连接。输出切换耦合器的输出端与脉冲采样电路的输入端连接。脉冲采样电路对输入信号和输出信号进行脉冲采样及分析处理，切换控制电路对脉冲采样的数据进行处理，并将切换器各项数据上传。

输入驱动放大器包括三级功放链路、2个切换隔离器和2个电源。第一级功放链路、第二级功放链路、第一切换隔离器、第三级功放链路和第二切换隔离器依次串接。

输入滤波器选用带通滤波器，带通滤波器为腔体滤波器，具有插损小，承受功率高的特点。

激励机柜100的工作原理是：射频信号首先进入到输入滤波器中进行初次滤波；初次滤波完毕后射频信号进入到输入耦合器中进行射频信号耦合，同时与输入耦合器连接的检波电路将监测信息传输至主控电路中，主控电路根据监测信息触发切换开关；当切换开关打开后，射频信号进入驱动放大器中；通过驱动放大器中的输入切换器选择射频信号进入区：第一输入驱动放大器或第二输入驱动放大器，然后射频信号在第一输入驱动放大器或第二输入驱动放大器中进行信号放大，放大后的射频信号从切换开关输出到功放机柜200。与激励机柜 100连接的检波电路和对应的脉冲采样电路，将激励机柜100工作过程中的状态情况送入主控电路中，主控电路对上传的各项数据进行分析处理，并接受外控信号的指令操作。

功放机柜200包括1个一分十功率分配器210、10个功放插件 220、1个十合一合成器230和10个吸收负载，冗余设计，提高设备任务可靠性，1个一分十功率分配器210、10个功放插件220、1个十合一合成器230和10个吸收负载通过集成技术，将上述元件集成在第二电路集成板003上，第二电路集成板003设置在发射机外壳的第二隔间中。

一分十功率分配器210的输出端分别与10个功放插件220的输入端连接，10个功放插件220的输出端与十合一合成器230的输入端连接，十合一合成器230的输出端与10个吸收负载的输入端连接。

一分十功率分配器210采用同相合成方式实现，可承受1.2kW 峰值功率。

功放插件220为2.4kW的功放插件220，其包括一个2.4kW功放、功放监控单元、功放温度传感器和功放地址码，功放监控单元和功放温度传感器用于功放插件220过温保护和射频指示、电源指示、射频关断的功能实现，功放地址码用于功放插件220数据上传的功能实现。

2.4kW功放包括输入三分贝耦合器221、输出三分贝耦合器222、 1200W功放管223、功放隔离器224和功放射频开关，输入三分贝耦合器221、输出三分贝耦合器222、1200W功放管223和功放隔离器 224都设置有两组。

输入三分贝耦合器221的输出端与1200W功放管223的输入端连接，1200W功放管223的输出端与功放隔离器224的输入端连接，功放隔离器224的输出端与输出三分贝耦合器222的输入端连接。输出三分贝耦合器222的输出端与功放隔离器224的输入端连接，功放隔离器224的输出端与功放射频开关的输入端连接。

十合一合成器230同样采用同相合成方式实现，可合成器可承受 40kW峰值功率。

10路吸收负载由10个大功率50Ω吸收负载，并通过温度传感器监测吸收负载的温度，当温度高于门限值时，启动风冷系统，防止发射机装置过热损坏，温度低于门限值时，自动关闭风冷系统。

功放机柜200包括1个一分十功率分配器210、10个功放插件 220、1个十合一合成器230和10个吸收负载，冗余设计，提高设备任务可靠性，1个一分十功率分配器210、10个功放插件220、1个十合一合成器230和10个吸收负载通过集成技术，将上述元件集成在第二电路集成板003上，第二电路集成板003设置在发射机外壳的第二隔间中。

功放机柜200的工作原理是：经过激励机柜100处理后的射频信号进入到一分十功率分配器210，一分十功率分配器210将射频信号分成相等的十路射频信号分别进入10组2.4KW功放插件220中进行放大，2.4KW功放插件220中的射频信号经过输入三分贝耦合器221，进入1200W功放器中进行射频信号放大，放大后的射频信号进入功放隔离器224保持放大信号的稳定性，射频信号进入输出三分贝耦合器222中输出，十合一合成器230各路反射功率通过反射端口分别送入10路吸收负载，10路吸收负载主要由10路大功率50欧负载。与功放机柜200连接的检波电路和对应的脉冲采样电路，将功放机柜 200工作过程中的状态情况送入主控电路中，主控电路对上传的各项数据进行分析处理，并接受外控信号的指令操作

输出耦合机柜300包括输出定向耦合器，输出定向耦合器采用集成的方式，将输出定向耦合器集成在第三电路集成板003上，第三电路集成板003设置是发射机外壳的第三隔间中。

输出定向耦合器采用同轴馈管方式实现，输出定向耦合器包括四个耦合端口，四个耦合端口均分为两组，一组耦合端口为输出功率 Po耦合端口使工作功率在指定方向上传输，另一组耦合端口为反射功率Pr耦合端口，其反射功率Pr耦合端口上的输出功率值是输出功率Po耦合端口上在相反方向传输时的同一耦合端口上的功率之差。

配电机柜400包括避雷器、储能系统、总输入开关、电压和延时控制单元，储能系统、总输入开关、电压控制单元、延时控制单元和储能系统依次连接，电压控制单元配置有两套，冗余设计，提高设备任务可靠性。避雷器、储能系统、总输入开关、电压和延时控制单元通过集成技术集成在第四电路集成板003上，第四电路集成板003 设置在发射机外壳的第四隔间中。

监控机柜500负责各功能组件的控制及工作状态的采集、处理和监视，并接收和响应系统的控制和RS422指令。发射机采取集中监控管理，主要由主控电路、检波电路、脉冲采样电路组成。主控电路、检波电路、脉冲采样电路通过集成技术集成到第五电路集成板003上，第五电路集成板003设置在发射机外壳的第五隔间中。检波电路的输出端与脉冲采样电路的输入端连接，脉冲采样电路的输出端与主控电路的输入端连接。

风冷机柜600包括风冷风机，风冷系统由两个200m3/h风量的风机组成，风冷风机设置在发射机壳第一侧面相对的第四侧面上。

综上所述，本实用新型提供的固态脉冲发射机将发射机装置的各机柜模块化，当有问题出现时，可以只检查某一个机柜，并且各机柜分成几个集成板003分别装配在发射机壳的凹槽中，各集成板003 之间的连接线通过发射机壳内的隔板001通孔002相连，并且各凹槽中还设置有导轨和滚轮，能够实现各集成板003顺利抽出和放置，更方便检修、安装、调试、维护。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固态脉冲发射机，其特征在于，所述固态脉冲发射机包括发射机外壳，所述发射机外壳为箱体结构，所述发射机外壳的一面设置有发射机箱门，所述发射机箱门相对的一侧设置有风冷机柜，所述发射机外壳内设置有相对的隔板，所述隔板之间形成凹槽，所述凹槽内设置有导轨和滚轮，所述隔板上还设置有通孔，所述固态脉冲发射机还包括发射机装置，所述发射机装置包括激励机柜、功放机柜、输出耦合机柜、配电机柜和监测机柜，所述激励机柜、所述功放机柜、所述输出耦合机柜、所述配电机柜和所述监测机柜顺次摆放在所述发射机外壳内的相对隔板中。

2.根据权利要求1所述的固态脉冲发射机，其特征在于，所述激励机柜、所述功放机柜、所述输出耦合机柜、所述配电机柜和所述监测机柜之间通过外接导线连接，所述外接导线穿过所述通孔依次连接。

3.根据权利要求1所述的固态脉冲发射机，其特征在于，所述激励机柜包括输入切换器、第一输入驱动、第二输入驱动和输入滤波器，所述输入切换器的输出端与所述第一输入驱动和所述第二输入驱动的输入端连接，所述第一输入驱动和所述第二输入驱动的输出端与所述输入滤波器的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的固态脉冲发射机，其特征在于，所述输入切换器包括脉冲采样电路、切换滤波器、输入切换耦合器、切换开关和输出切换耦合器，所述脉冲采样电路、所述切换滤波器、所述输入切换耦合器、所述切换开关和所述输出切换耦合器顺次串接。

5.根据权利要求1所述的固态脉冲发射机，其特征在于，所述功放机柜包括1个一分十功率分配器、10个功放插件、1个十合一合成器和10个吸收负载，所述一分十功率分配器的输出端与10个所述功放插件的输入端连接，10个所述功放插件的输出端与所述十合一合成器的输入端连接，所述十合一合成器通过反射端口与10个所述吸收负载连接。

6.根据权利要求5所述的固态脉冲发射机，其特征在于，所述功放插件包括输入三分贝耦合器、输出三分贝耦合器、功放管、功放隔离器和功放射频开关，所述输入三分贝耦合器、所述功放管、所述功放隔离器、所述输出三分贝耦合器和所述功放射频开关顺次串接。

7.根据权利要求1所述的固态脉冲发射机，其特征在于，所述输出耦合机柜包括输出定向耦合器，所述输出定向耦合器包括4路耦合端口，2路为输出功率Po耦合端口，2路为反射功率Pr耦合端口。

8.根据权利要求1所述的固态脉冲发射机，其特征在于，所述配电机柜包括避雷器、储能系统、总输入开关和延时控制单元，所述储能系统、所述总输入开关、所述延时控制单元和所述储能系统依次串接。

9.根据权利要求1所述的固态脉冲发射机，其特征在于，所述风冷机柜的输入端穿过所述通孔与所述配电机柜和所述监测机柜的输出端连接。

10.根据权利要求1所述的固态脉冲发射机，其特征在于，所述监测机柜包括检波电路和信号检测电路，所述检波电路和单独信号检测电路串接，所述检波电路的输入端与所述配电机柜的输出端连接。