CN2775678Y

CN2775678Y - 一种雷达用固态功率放大及保护装置

Info

Publication number: CN2775678Y
Application number: CN 200520095574
Authority: CN
Inventors: 石振华; 张博; 徐新军; 程泉
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2015-03-22

Abstract

本实用新型涉及一种供雷达系统中发射机用的固态功率放大及保护装置，该装置主要包括增益控制电路、发射控制电路、线性放大电路和混合延时控制电路，增益控制电路的输入接雷达主机的射频信号、输出与线性放大电路的输入相连，线性放大电路的输出一路和发射天线相连，另一路连接到混合延时控制电路的输入，混合延时控制电路的输出与增益控制电路的输入端相联。本实用新型具有体积小、性能稳定、故障率低，使用寿命长的优点，而且能保证稳定地输出1KW额定功率，与雷达主机配合，可探测360Km海域的风场、浪场和流场。

Description

一种雷达用固态功率放大及保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种供雷达系统中发射机用的大功率固态功率放大及保护装置，属于雷达探测技术领域。

背景技术

雷达系统的基本部件是发射机、接收机、天线及信号处理系统。功率放大器作为高频地波雷达发射机的基本组件，其技术指标的优劣以及性能的稳定与可靠，对于雷达系统来说是非常重要的。现有的雷达发射机通常采用电子管作为功率放大，这不仅导致发射机体积大、笨重、寿命短，而且还存在需要预热时间、故障率高的问题，因此已不能适应现代战争快速反应的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于雷达发射机的体积小、性能稳定的固态功率放大及保护装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种固态功率放大及保护装置，至少包括增益控制电路、线性放大电路和混合延时控制电路；增益控制电路的输入有三路，一路接雷达主机的射频输出P2，一路接混合延时控制电路的输出P3，还有一路接发射控制电路，其输出与线性放大电路的输入相连；线性放大电路的输出一路P6和发射天线相连，一路与混合延时控制电路的输入P4连接，混合延时控制电路的输出P3与增益控制电路的输入端P3相连。

其中增益控制电路由集成芯片AD603及其常规附属电路构成，AD603的8脚连接发射控制电路的输出端即A766的集电极，AD603的2脚连接到混合延时控制电路的输出，雷达主机的射频输出P2连接到AD603的3脚。

其中线性放大电路由RF2317，BLF242，BLF145，MRF154等组件构成；输入端RF2317的4脚和增益控制电路的输出连接，RF2317的13脚经C8和BLF242连接；而BLF242的输出经耦合变压器后与BLF145的输入连接，BLF145的输出经变压器耦合后和MRF154的输入P5相连，MRF154的输出有两路，一路P6和发射天线相连，另一路P4与混合延时控制电路的输入连接。发射控制电路由两个9014晶体管和一个A766晶体管组成，第一个晶体管9014的基极输入P1为控制脉冲，来自雷达主机，其集电极输出接第二个晶体管9014的发射极，第二个晶体管9014的输出连接晶体管A766的基极，A766的集电极接AD603的8脚。混合延时控制电路由定向耦合器和延时控制电路构成，定向耦合器的输入接线性放大电路的输出，输出接延时控制电路的输入，混合延时控制电路的输出P3接增益控制电路的输入，为AD603提供自动增益控制信号。

本实用新型不仅采用固态组件和功率合成技术克服了现有电子管雷达发射机的缺点，而且为保证系统的稳定与可靠，还设计有起保护作用的电路，因此由上述结构所组成的装置同时具有体积小、性能稳定、故障率低，使用寿命长的优点，该装置能保证稳定地输出1KW额定功率，与雷达主机配合，可探测360Km海域的风场、浪场和流场。

附图说明

图1本实用新型的电路框图；

图2本实用新型的增益控制电路、发射控制电路及前级小信号放大电路原理图；

图3本实用新型的末级大功率线性放大电路原理图；

图4本实用新型的混合延时控制电路原理图。

图1中A为发射控制电路，B为增益控制电路，C为线性放大电路，D为定向耦合器，E为延时控制电路。

图2～图4中T1为AD603，T2为RF2317，T3为BLF242，T4、T5均为BLF145，T6、T7均为MRF154，T8、T9、T10、T12、T13、T14、T15均为3DK4，T11为3CG21D，T16、T17均为9014，T18为A766，T19为7809，T20为LM117K。

具体实施方式

参见图1，本实用新型包括：包括增益控制电路B、发射控制电路A、线性放大电路C和混合延时控制电路E；增益控制电路的输入有三路，一路接雷达主机的射频输出P2，一路接混合延时控制电路的输出P3，还有一路接发射控制电路，其输出与线性放大电路的输入相连；发射控制电路的输出接增益控制电路，输入P1为控制脉冲，来自雷达主机。线性放大电路的输出一路P6和发射天线相连，一路P4与混合延时控制电路的输入连接；混合延时控制电路由定向耦合和延时控制电路组成。下面以输出额定功率1KW为实施例对本实用新型作详细说明。

增益控制电路、发射控制电路及前级小信号放大电路见图2所示，图中AD603(T1)及其周围的附属电路构成增益控制电路。雷达主机送过来的高频信号经过R5，C3后连接到AD603的3脚，控制信号AGC经过R1，R2，C2组成的电平控制电路后加到AD603的2脚。R3，C1接AD603的1脚，为控制电路提供一个基准电平，R7、R6、C5、C4接AD603的4脚，提供一个稳定的参考电压，R8、C6接5脚，为增益控制提供一个负反馈信号，受控的高频信号从7脚送出。当加到2脚的控制电压升高时，7脚输出的高频信号减小，而当控制电压减少时，7脚输出的高频信号升高，控制电压的变化范围为±0.5V而输出RF信号的变化范围为40dB。从AD603的7脚送出的电信号经电容C7接到RF2317(T2)的4脚，在这里被放大后从13脚送出，再经电容C8接到BLF242(T3)的栅极，从T3漏极送出的高频信号可达到2瓦，经耦合电容C12和变压器Z1连接到20瓦组件BLF145(T4、T5)的输入端。T4，T5组成推挽电路，可输出20瓦功率，经Z2、Z3送到图3所示线性放大电路中的1KW的功放组件(T6、T7)。

发射控制电路由两个晶体管9014(T16、T17)和A766(T18)，及其附属电路组成，控制脉冲信号经过R15连接到T16的基极，T16的发射极接地，集电极c和T17的发射极e脚相连，T17的基极经R16连接到+9V电源上，平时T17的基极处于高电平状态，T17的集电极c脚经R17接到T18的基极b脚，T18的发射极e脚接+9V电源而集电极c脚则接AD603的8脚，在没有控制脉冲到来时T16、T17、T18均处于截止状态；致使AD603的8脚电压为0伏，当控制脉冲到来时，T16、T17、T18均导通，且T16、T18为饱和导通，管压降近似为零，致使+9V的电源加到AD603的8脚，使AD603正常工作，提供正常的输出信号，从而达到了发射控制的目的。

末级大功率线性放大电路见图3所示，图3是1KW功率线性放大电路，它的放大组件由2片MRF154(T6，T7)组成推挽电路。输出一路和发射天线相连，一路与定向耦合器输入连接；T6的漏极通过R51、C47接到其栅极构成电压并联负反馈，同样T7的漏极通过R52、C46接到它的栅极构成电压并联负反馈电路以改善其线性，S2是一个温控开关，装在离MRF154不远的散热器上，当安装点的温度达到70℃时，S2自动断开(平时是闭合的)，切断了MRF154的栅极控制电源从而使MRF154的电流迅速减小，达到降低其芯片温度的目的。图中的Z3为输入变压器，起阻抗匹配作用，Z4是输出变压器，起阻抗匹配和功率合成作用，T20为电源稳压集成电路LM117K。

图4是混合延时控制电路的电原理图，混合延时控制电路由定向耦合器和延时电路组成。线性放大电路输出的RF信号加到定向耦合器DX-1的1脚，由定向耦合器的2脚和3脚送出两路信号，其中一路信号正比于入射信号(即发射信号)，另一路信号正比于反射波信号的(由于负载阻抗不匹配或出现开路、短路等极端情况等)。这两路信号经取样放大后进行混合延时，形成一个5V--6V的控制电压加到前述的AD603的2脚。图中T8、T10为两路独立的放大器，T8放大来自定向耦合器2脚送出的入射信号，入射信号经R34取样后加到T8的基极，放大后从集电极送出。T10放大来自定向耦合器3脚送出的反射波信号，放大后从集电极送出，D3、D4、R41、D10、R42构成一个“或门”兼延时电路，电路功能可以这样来描述，当1KW组件输出功率小于1KW时，T8得到的取样电压较小，其集电极的电位较高，此时的D3、D10、R41，R42这个支路是截止的，而当发射功率大于1KW时，取样信号达到一定的门槛值后，T8的集电极电位也降到某一门槛值而导致加到D10两端的电压超过4.3V，从而使D3、D10、R41、R42支路导通，T11也导通，T11导通时为T12、T13也提供了个导通电压，从而使控制输出端有电压输出。同理当反射波输入电平达到某一值时，T10的集电极电平也会降到其门坎值以下，当达到门坎值时，同样导致D4、D10、R41、R42支路导通，为T11、T12，T13提供导通电压，并为控制输出端提供电压输出，由于反射波信号通常都非常小，所以加入T9配合T10的使用，T9取一部分入射信号补偿反射信号的不足，为导通支路提供足够的压降。这里所提及的延时是指D10只有达到4.3V时才导通，我们将1KW输出时的取样电压设计为D10刚好导通，而在小于1KW时，尽管输出功率在变动，但由于取样电平不够，因而D10仍不导通。T14、T15合起来相当于一个三极管，为可变增益控制芯片提供一个稳定的参考电平。

Claims

1、一种雷达用固态功率放大及保护装置，至少包括增益控制电路、发射控制电路、线性放大电路和混合延时控制电路，其特征在于：增益控制电路的输入有三路，一路接雷达主机的射频输出P2，一路接混合延时控制电路的输出P3，还有一路接发射控制电路，其输出与线性放大电路的输入相连；发射控制电路的输出接增益控制电路，输入接雷达主机的脉冲输出，线性放大电路的输出一路和发射天线相连，一路与混合延时控制电路的输入连接，混合延时控制电路的输出与增益控制电路的输入端相连；其中线性放大电路包括以RF2317、BLF242、BLF145为主的前级小信号放大电路和以MRF154为主的末级大功率放大电路，输入端RF2317的4脚和增益控制电路的输出连接，RF2317的13脚经耦合电容和BLF242连接；而BLF242的输出经变压器耦合后与BLF145的输入相连，BLF145输出经变压器耦合后与MRF154的输入P5相连，输出有两路，一路和发射天线相连，另一路P4与混合延时控制电路的输入P4连接。

2、据权利要求1所述的固态功率放大及保护装置，其特征在于：增益控制电路由集成芯片AD603及其常规附属电路构成，AD603的8脚与发射控制电路的输出端连接，AD603的2脚连接到混合延时控制电路的输出端，AD603的3脚连接到雷达主机的射频输出端P2。

3、据权利要求1或2所述的固态功率放大及保护装置，其特征在于：发射控制电路由两个9014晶体管和一个A766晶体管组成，第一个晶体管9014的基极输入P1为控制脉冲，来自雷达主机，其集电极输出接第二个晶体管9014的发射极，第二个晶体管9014的输出连接晶体管A766的基极，A766的集电极接AD603的8脚。

4、根据权利要求1或2所述的固态功率放大及保护装置，其特征在于：混合延时控制电路由定向耦合器和延时控制电路构成，定向耦合器的输入接线性放大电路的输出，输出接延时控制电路的输入，混合延时控制电路的输出P3接增益控制电路的输入P3。