CN215378904U

CN215378904U - 一种发射系统

Info

Publication number: CN215378904U
Application number: CN202121464006.6U
Authority: CN
Inventors: 王洪英
Original assignee: Sichuan Zhongxin Weidian Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Zhongxin Weidian Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2021-12-31
Anticipated expiration: 2031-06-29

Abstract

本实用新型提出了一种发射系统，接收激励器发送的微波信号，将微波信号在触发脉冲的控制下进行功率放大，然后发送至天线；所述发射系统包括射频电路、接口控保电路、电源电路；所述射频电路包括前级功放电路、波导多路功分器、中功率模块、波导多路功合器、隔离器、耦合器；所述前级功放电路的输入端连接激励器，输出端与波导多路功分器连接；所述波导多路功分器连接多个中功率模块后通过所连接的多个中功率模块与所述波导多路功合器连接；所述波导多路功合器与隔离器连接后再与耦合器连接；所述耦合器的输出端与所述天线连接；所述接口控保电路分别与前级功放电路、中功率模块连接；所述电源电路分别与前级功放电路、中功率模块连接。

Description

一种发射系统

技术领域

本实用新型属于通信信号处理传输技术领域，具体地说，涉及一种发射系统。

背景技术

在通信领域，发射机(a transmitter circuit)主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。广泛应用于电视，广播，雷达等各种民用、军用设备。主要可分为调频发射机，调幅发射机，光发射机等多种类型。

发射机就是可以将信号按一定频率发射出去的装置，是一个比较笼统的概念，它广泛应用与电视，广播，通信，报警，雷达，遥控，遥测，电子对抗等各种民用、军用设备。发射机按调制方式可可分为调频(FM)，调幅(AM)，调相(PM)和脉冲调制四大类。他们又有模拟和数字之分。通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和电源部分。高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐渐放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。因此，末级低频功率放大级也叫调制器。调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。

实用新型内容

本实用新型基于现有的对发射极的需求，提出了一种发射机系统，包括射频电路、接口控保电路、电源电路；所述射频电路包括前级功放电路、波导多路功分器、中功率模块、波导多路功合器、隔离器、耦合器；所述接口控保电路分别与前级功放电路、中功率模块连接；所述电源电路分别与前级功放电路、中功率模块连接；本实用新型将激励器送来的微波信号在触发脉冲的控制下进行功率放大，然后经馈线送至天线。该发射系统具有功率检测、过压、欠压、过热、过脉宽及过占空比保护和完善的BIT功能，通过雷达总线向处理机传送分机工作状态及BIT检测结果。

本实用新型具体实现内容如下：

一种发射系统，接收激励器发送的微波信号，将微波信号在触发脉冲的控制下进行功率放大，然后发送至天线；所述发射系统包括射频电路、接口控保电路、电源电路；

所述射频电路包括前级功放电路、波导多路功分器、中功率模块、波导多路功合器、隔离器、耦合器；

所述前级功放电路的输入端连接激励器，输出端与波导多路功分器连接；所述波导多路功分器连接多个中功率模块后通过所连接的多个中功率模块与所述波导多路功合器连接；

所述波导多路功合器与隔离器连接后再与耦合器连接；

所述耦合器的输出端与所述天线连接；

所述接口控保电路分别与前级功放电路、中功率模块连接；所述电源电路分别与前级功放电路、中功率模块连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述中功率模块包括电源调制单元、一分多功分器、小功率模块、多合一功合器；

所述一分多功分器的输入端连接所述波导多路功分器，一分多功分器的输出端分别连接多个小功率模块后再通过所连接的多个小功率模块与所述多合一功合器连接；所述多合一功合器的输出端与所述波导多路功合器连接；

所述电源调制单元与所述接口控保电路、电源电路连接后再与小功率模块分别连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述小功率模块为包括电压比较器、缓冲器和MOSFET驱动器的漏极电源调制电路。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述前级功放电路包括输入端与激励器连接的NC11201C-1418功率放大器芯片，还包括与NC11201C-1418功率放大器芯片连接的WFDN140180-P47功率放大器，所述WFDN140180-P47功率放大器的输出端与波导多路功分器的输入端连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述波导多路功分器为波导8路功分器，所述波导多路功合器为波导8路功合器；所述中功率模块设置八个。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述一分多功分器为一分八功分器，所述多合一功合器为八合一功合器；所述小功率模块设置八个。

本实用新型具有以下优点和好处：

本实用新型提出了一种发射系统，主要功能是将激励器送来的微波信号在触发脉冲的控制下进行功率放大，然后经馈线送至天线。该发射系统具有功率检测、过压、欠压、过热、过脉宽及过占空比保护和完善的BIT功能，通过雷达总线向处理机传送分机工作状态及BIT检测结果。

附图说明

图1为本实用新型系统结构总示意图；

图2为本实用新型射频电路结构示意及各级争议分配和功率计算示意图；

图3为本实用新型为前级功放电路的组成及功率计算示意图；

图4为本实用新型中功率模块的组成及功率计算示意图；

图5为漏极电源调制电路的电路原理示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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，应当理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；也可以是直接相连，也可以是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。

实施例1：

本实施例提出了一种发射系统，接收激励器发送的微波信号，将微波信号在触发脉冲的控制下进行功率放大，然后发送至天线；如图1所示，所述发射系统包括射频电路、接口控保电路、电源电路；

所述波导多路功合器与隔离器连接后再与耦合器连接；

所述耦合器的输出端与所述天线连接；

工作原理：

技术指标：

·工作频段：Ku波段

·带宽：f₀±250MHz

·输出功率：峰值功率≥2kW

·发射激励功率：12dBm～18dBm

·脉宽：≤600μs

·占空比：≤20％

·发射脉冲包络宽度、前沿、延时及顶降

(τ：发射调制脉冲宽度，τf：发射脉冲包络宽度)

具体技术要求如下表1所示：

表1

具体注意事项为：

·发射机接地柱与发射机外壳间接触电阻不大于400μΩ

·发射机杂散：≤-55dBc

·系统具有完善的ATE信号和BIT功能。

·电磁兼容性：传导、辐射干扰应符合军标要求

·保护措施：对高温、过流、过压和欠压等都应有保护措施。

·自带风机散热

·数据通讯：

发射单元与处理单元间的数据通讯采用如下接口；

类型：异步串行接口、差分、全双工

·前级电源模块

输入电源：28V直流，满足GJB181A供电要求。

输出电源：天线单元和发射单元内部所需的各类电源,并对载机的28V电源进行滤波处理，提供给各分机。

射频电路主要由前级功放、波导8路功分器、8个中功率模块、波导8路功合器、隔离器、耦合器组成，各级增益分配和功率计算如图2所示。射频电路采用8个中功率模块进行功率合成，通过计算，射频电路输出的功率为2090W(63.2dBm)，大于2000W，满足技术指标要求。

发射机主要分为3个部分。

1)射频电路

前级功放，波导8路功分器，8个中功率模块，波导8路功合器，隔离器，耦合器

2)接口控保电路

接口电路，控制保护电路

3)电源电路

三相交流400Hz/115V转+30V电源模块，+28V转±5V电源模块。

前级功放设计：

根据中功率功放模块及发射机激励信号的指标，需在波导8路功分器前增加一级前级功放，将激励信号放大到推动8个中功率模块所需的输入功率值。

电路要求主要技术指标如下：

1)工作频率：(f₀±0.25)GHz

2)输入功率：(15±3)dBm

3)输出功率：≥46.4dBm

4)脉宽：≤600μs

5)占空比：≤20％

6)杂散电平：≤-60dBc

7)顶降：≤7％。

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，为了更好地实现本实用新型，进一步地，如图2所示，所述中功率模块包括电源调制单元、一分多功分器、小功率模块、多合一功合器；

工作原理：中功率模块由一分八功分器、8个小功率功放模块、八合一功合器、2块电源调制板组成，8个中功率功放模块电路结构是相同的。中功率功放模块的组成框图及功率计算如图4所示。

一分八/八合一功分功合器方案：一分八/八合一功分功合器采用波导、E面探针4路功分功合器组合形式。

主要技术指标：

1)工作频率：f₀±0.25GHz；

2)损耗：≤0.7dB

3)隔离：≥18dB

4)驻波：≤1.35

5)承受功率：峰值400W，平均80W。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，为了更好地实现本实用新型，进一步地，如图5所示，所述小功率模块为包括电压比较器、缓冲器和MOSFET驱动器的漏极电源调制电路。

工作原理：本设计中采用的GaN功放管，对加电和断电顺序有要求，所以在对微波固态功放管进行电源调制时，既要求降低功放器件的发热量，提高功放的效率，同时又要能够避免因电源开关电顺序操作错误、电源故障、过温造成功率器件的损坏。本设计中采用的是漏极调制方式。在功能上实现：首先对功放管的栅极进行供电，当栅极电压正常时，脉冲调制信号经驱动单元对功放管漏极电路回路中的开关管进行控制，给功放管的漏极提供脉冲电流。图5中Dl为缓冲器，接收脉冲调制信号该调制信号比射频脉冲分别提前和滞后数微秒；D3A为比较器，调节R3、R8的值，当栅极负压正常时，比较器输出高电平，当栅极电压降到设定值或者无-5V电源时，比较器输出低电平。比较器输出信号与脉冲调制信号相与后经D2控制开关管Vl导通，给功放管的漏极提供脉冲电流，D2为快速MOSFET 驱动电路。其中，V1为场效应开关管，C1为储能电容，用以提供脉冲大电流，其容值根据脉冲电流的大小、脉冲宽度和允许的脉冲顶降确定。

本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述前级功放电路包括输入端与激励器连接的NC11201C-1418功率放大器芯片，还包括与 NC11201C-1418功率放大器芯片连接的WFDN140180-P47功率放大器，所述 WFDN140180-P47功率放大器的输出端与波导多路功分器的输入端连接。

工作原理：前级功放采用2级放大的方式获得所需要的输出功率。第1级采用中电科 13所的NC11201C-1418功率放大器芯片，该芯片在要求频带内功率增益19dB，饱和输出31dBm；第2级采用2片中电科55所的WFDN140180-P47，该芯片在要求频带内功率增益 20dB，饱和输出功率47dBm。前级功放的组成框图及功率计算如图3所示。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种发射系统，接收激励器发送的微波信号，将微波信号在触发脉冲的控制下进行功率放大，然后发送至天线，其特征在于，包括射频电路、接口控保电路、电源电路；

所述波导多路功合器与隔离器连接后再与耦合器连接；

所述耦合器的输出端与所述天线连接；

2.如权利要求1所述的一种发射系统，其特征在于，所述中功率模块包括电源调制单元、一分多功分器、小功率模块、多合一功合器；

3.如权利要求2所述的一种发射系统，其特征在于，所述小功率模块为包括电压比较器、缓冲器和MOSFET驱动器的漏极电源调制电路。

4.如权利要求1或2或3所述的一种发射系统，其特征在于，所述前级功放电路包括输入端与激励器连接的NC11201C-1418功率放大器芯片，还包括与NC11201C-1418功率放大器芯片连接的WFDN140180-P47功率放大器，所述WFDN140180-P47功率放大器的输出端与波导多路功分器的输入端连接。

5.如权利要求1所述的一种发射系统，其特征在于，所述波导多路功分器为波导8路功分器，所述波导多路功合器为波导8路功合器；所述中功率模块设置八个。

6.如权利要求2所述的一种发射系统，其特征在于，所述一分多功分器为一分八功分器，所述多合一功合器为八合一功合器；所述小功率模块设置八个。