一种s波段的500w激励源的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】—种s波段的500W激励源
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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
[0003]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:
[0004]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f禹合器6的输入端相连接。
[0005]本实用新型有益的效果是
[0006]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；
[0007]本实用新型适合配套大功率速调管使用；
[0008]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的系统组成原理框图。
[0010]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。
[0011]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】
[0012]现结合附图详细说明本实用新型的结构特点。
[0013]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f禹合器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。
[0014]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 ；65ff/220ff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。
[0015]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。
[0016]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；稱合器6为ARRA公司的型号为4194-30的稱合器；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。
[0017]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。
[0018]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Rl、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。
[0019]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VI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VI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VI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。
[0020]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 M0SFET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M0SFET，具有极低得导通电阻和快速的转换速率，使用ADS对M0SFET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。
[0021]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；
[0022]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⑶Z9031的隔离器。
【权利要求】
1.一种S波段500W的激励源，其特征在于:包括频率源模块(I)、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(I)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)的输出端与稱合器(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(I)的型号为SC-PLY-2856 ; 13W功率放大模块(3)的型号为SC-PA-2856-13 ；65ff/220ff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NI，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。
【文档编号】H03F3/20GK204068874SQ201420467963
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】唐进, 赵晓虎, 王腾飞, 孙伟, 尚承伟, 李庆 申请人:安徽四创电子股份有限公司