机载C波段功率放大器的制作方法与工艺

文档序号:12925409
机载C波段功率放大器的制作方法与工艺
本发明公开一种机载C波段功率放大器,特别适用飞机上的微波通信。

背景技术:
航空电子是指飞机上所有电子系统的总和,飞机上的电子设备必须满足一系列苛刻的设计约束,复杂的电磁环境,低气压,电压不稳定,工作环境极其恶劣。机载设备必须在这种环境下可靠地工作,同时对设备的重量,体积,还有着苛刻的要求。电子设备体积小,重量轻就意味着功率密度的增加,而微波功率放大器又是功耗相对较高的设备,于是又增加了高功率密度设备的散热系统。这种复杂的工作环境使得机载电子设备的保障系统增多,相应得总设备的重量体积大幅增加,这同机载设备要体积小、重量轻的要求成了矛盾。

技术实现要素:
本实用新型要解决的问题是如何减小机载设备的体积和重量,提供一种模块化程度高、体积小、重量轻,环境适用性好的机载设备。为解决上述问题,本实用新型采取的技术方案为:机载C波段功率放大器,包括电磁兼容模块、防浪涌模块和工作/静默电路、电压转换模块、可控增益放大单元、时序控制电路、AGC控制电路和状态回报电路;外部电源与电磁兼容模块的输入端口相连;电磁兼容模块的输出端口与防浪涌模块的输入端口相连;防浪涌模块的输出端口与电压转换模块的电源输入端口相连;电压转换模块的电源输出端口分别与可控增益放大单元、AGC控制电路、状态回报电路、时序控制电路和工作/静默电路的电源输入端口相连;可控增益放大单元的射频输入端口与外部射频信号相连,射频输出端口与外部天线相连,检波输出端口分别与状态回报电路的检波输入端口和AGC控制电路的检波输入端口相连;AGC控制电路的AGC控制输出端口与可控增益放大单元的AGC控制输入端口相连;状态回报电路的状态输出端口与外部相连;工作/静默电路的工作/静默控制输入端口与外部相连,电源控制输出端口与电压转换模块的电源使能端口相连;时序控制电路的时序输出端口与电压转换模块的时序使能端口相连。其中,可控增益放大单元包括压控衰减器、第一单片放大器、第一隔离器、第二单片放大器、第一功率管、第二隔离器、第二功率管、分路器、第三功率管、第四功率管、合路器、第三隔离器和耦合电路;所述的压控衰减器、第一单片放大器、第一隔离器、第二单片放大器、第一功率管、第二隔离器、第二功率管和分路器相互级联;分路器的输出端口分别与第三功率管和第四功率管的输入端口相连;第三功率管和第四功率管的输出端口分别与合路器的输入端口相连;合路器的输出端口与第三隔离器的输入端口相连;第三隔离器的输出端口与耦合电路的输入端口;耦合器的射频输出端口与外部相连,检波输出端口分别与状态回报电路的检波输入端口和AGC控制电路的检波输入端口相连。其中,各个模块均采用氮化镓器件。其中,所述的耦合电路采用高定向性耦合器。其中,所述机载C波段功率放大器上设置有散热片,散热片裸露在放大器的机舱外部。本实用新型与现有技术相比的优点为:1.体积小,重量轻;2.适用工作电压范围宽;适用工作温度范围宽;3.保障设备少,无需额外的电源处理及散热处理电路。4.电磁兼容性好,有很好的防浪涌电压技术,可以直接使用飞机的发电机组供电,不用增加额外的电源处理电路,同时可以适用于高空中的恶劣环境。5.具有良好的线性指标,具有较好的多机兼容性。附图说明图1本实用新型机载C波段功率放大器原理框图。图2本实用新型可控增益放大单元原理框图。图3本实用新型功率合成原理框图。图4本实用新型绞合线示意图。图5本实用新型AGC控制原理框图。具体实施方式下面结合附图1-5对本实用新型作进一步的描述:如图1为本实用新型机载C波段功率放大器原理框图,各个模块均采用氮化镓器件,包括电磁兼容模块、防浪涌模块和工作/静默电路、电压转换模块、可控增益放大单元、时序控制电路、AGC控制电路和状态回报电路;外部电源与电磁兼容模块的输入端口相连;电磁兼容模块的输出端口与防浪涌模块的输入端口相连;防浪涌模块的输出端口与电压转换模块的电源输入端口相连;电压转换模块的电源输出端口分别与可控增益放大单元、AGC控制电路、状态回报电路、时序控制电路和工作/静默电路的电源输入端口相连;可控增益放大单元的射频输入端口与外部射频信号相连,射频输出端口与外部天线相连,检波输出端口分别与状态回报电路的检波输入端口和AGC控制电路的检波输入端口相连;AGC控制电路的AGC控制输出端口与可控增益放大单元的AGC控制输入端口相连;状态回报电路的状态输出端口与外部相连;工作/静默电路的工作/静默控制输入端口与外部相连,电源控制输出端口与电压转换模块的电源使能端口相连;时序控制电路的时序输出端口与电压转换模块的时序使能端口相连。如图2本实用新型可控增益放大单元原理框图,可控增益放大单元包括压控衰减器、第一单片放大器、第一隔离器、第二单片放大器、第一功率管、第二隔离器、第二功率管、分路器、第三功率管、第四功率管、合路器、第三隔离器和耦合电路;所述的压控衰减器、第一单片放大器、第一隔离器、第二单片放大器、第一功率管、第二隔离器、第二功率管和分路器相互级联;分路器的输出端口分别与第三功率管和第四功率管的输入端口相连;第三功率管和第四功率管的输出端口分别与合路器的输入端口相连;合路器的输出端口与第三隔离器的输入端口相连;第三隔离器的输出端口与耦合电路的输入端口;耦合电路的射频输出端口与外部相连,检波输出端口分别与状态回报电路的检波输入端口和AGC控制电路的检波输入端口相连,耦合电路采用高定向性耦合器。如图3本实用新型功率合成原理框图,电路合成包括分路器、功率管和合路器三个部分。功率合成的简单原理为:由分路器把输入信号分配给各路功率管进行功率放大,再通过合路器把各路功率管的输出信号进行功率合成。由于功率合成为矢量合成,要达到较高的合成效率,就需要分路器、功率管和合路器的幅度和相位特性要满足一定的条件。如图4本实用新型绞合线原理框图,它可根据不同的频率,裁切不同的长度,根据不同的功率容量,选用不同的线径。在电路的设计及批量生产的产品中使用简便,且体积小,重量轻。如图5本实用新型AGC自动增益控制电路原理框图,其作用是在输入信号幅度变化很大的情况下,自动保持输出信号幅度在很小范围内变化的一种自动控制电路。自动增益控制电路由反馈控制器和被控对象两部分组成。其中反馈控制器由电平检测器、低通滤波器、直流放大器、电压比较器和控制电压生成器组成,被控对象是主放大器。本实用新型的功率放大器为大功率发热部件,散热器在整个产品重量中占比重较大,优化散热器是产品减重的一个重要手段。在本产品结构设计时,将散热片通过机舱蒙皮开孔的方式将功放的散热片裸露到机舱外。利用飞机飞行过程中,蒙皮外高速的空气对流进行散热。提高了散热效率,同等热耗的情况下,所需散热面积减小,产品重量减轻。本实用新型的原理为:电源进来后先经电磁兼容滤波器,再通过防浪涌模块,然后给电压转化模块供电,最后经电压转换模块转换成稳定的电压,供给各级功放管和控制电路使用。微波信号进来经过压控衰减器后进入第一级放大,然后经隔离器,进入第二级,通过第二级和第三级放大,再经过隔离器,进入第四级放大,再经分路器、第五级放大、合路器,最后通过隔离器、耦合电路至输出接口。控制信号直接将TTL高低电平传至控制电路,通过控制电路控制电压转换模块的开关,以达到相应的工作/静默要求。功率放大器的微波电路采用了功率合成技术,输出功率等级提升一倍;采用了AGC自动增益控制技术,功放工作在功率回退状态,输出线性好。...
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