一种微波功率放大器失配保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型设及一种微波功率放大器失配保护装置。
【背景技术】
[0002] 随着固态功率放大器技术的发展，小型化、高功率成为微波功率放大器的发展趋 势。在实际应用中，微波放大器输出端存在阻抗失配的情况，运种情况下，输出功率的一部 分被反射回放大器，放大器可能由于被反射的功率而承受热负荷，引起非常大的功率损耗， 导致放大器结溫上升，较高的工作溫度环境会使得放大器受损或甚至被损坏，降低放大器 的可靠性和使用寿命。为解决功率放大器输出端由于失配引起的高反射功率，功率放大器 输出端需要采取保护措施。
[0003] 传统的保护方法是放大器输出端采用铁氧体隔离器，如图1所示，运种方法将输出 端反射回的功率通过隔离器的负载吸收，但隔离器体积、重量较大，尤其低频时隔离器尺寸 大、难于集成，大大限制了固态功率放大器的小型化和集成化。
[0004] -种保护方法是通过检测输出失配反射的功率引起的放大器功率管附近的溫度， 当溫度上升到一定值关闭放大器。而电压过高也会引起放大器功耗增加导致功率管溫度上 升，运种方法无法区分放大器输出失配还是电压过高。一种方法是通过在输出端设置驻波 检测单元和功率泄放单元，检测放大器驻波失配时，将放大器反射回的功率引入到泄放单 元，运种方法无法在放大器出现故障时关闭放大器，降低整机功耗。一种方法是通过输出端 增加输出匹配网络，运种方法在功放输出端会引入额外的插入损耗，降低功放漏极效率。如 果对微波功率放大器进行供电控制，传统实现方式是增加外控接插件和控制电路。其缺点 为增加了微波功率放大器的对外接口，导致整个功放外围接口复杂并且不容易进行操作控 制。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提出了一种微波功率放 大器失配保护装置，采用检测输出反射功率的方法，实现对微波功率放大器的供电控制，避 免反射信号过大时对驱动放大器及功率放大器的损伤，W此提高微波功率放大器的可靠 性。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案是:一种微波功率放大器失配保护装置，与射频电 路连接，包括:驱动放大器、功率放大器、禪合器、检波电路、MOS开关驱动器、MOS开关;射频 电路的输出端连接驱动放大器的输入端，驱动放大器的输出端连接功率放大器的输入端， 功率放大器的输出端连接禪合器的输入端，禪合器通过微波输出端口连接负载，禪合器的 禪合端连接检波电路，检波电路输出端连接MOS开关驱动器，MOS开关驱动器连接MOS开关， MOS开关连接驱动放大器、功率放大器;射频电路输出的微波信号从微波输入端口输入到驱 动放大器、功率放大器进行功率放大，禪合器将放大后的微波信号输出到负载，禪合器提取 负载失配反射的微波信号，送入检波电路，检波电路将输入的微波信号检波后变成直流信 号，直流信号控制MOS开关输出低电平切断驱动放大器和功率放大器，或输出高电平接通驱 动放大器和功率放大器。
[0007] 所述微波功率放大器失配保护装置还包括用于为保护装置提供供电的电源电路， 电源电路与驱动放大器、功率放大器、检波电路、MOS开关驱动器、MOS开关同时连接。
[0008] 本实用新型与现有技术相比的优点在于：
[0009] (1)本实用新型解决了微波功率放大器失配保护的技术问题，切实保护了功率放 大器的安全，相比现有技术，兼顾了较大的功率容量、低插损、高效率合成，较小的体积、较 简单的控制信号的优点，有益于实现小型化、大功率、高效率、低成本和高可靠的微波功率 放大器。
[0010] (2)本实用新型通过判断端口匹配情况，从而在端口错误阻抗匹配时，保护电路能 够及时关闭放大器，从而起到保护功能，降低了微波功率放大器的整机功耗，提高了微波功 率放大器整机电源效率。
[0011] (3)本实用新型的微波功率放大器失配保护装置有效降低了输出端插入损耗，提 高了微波功率放大器输出功率，提高了整机电源效率。与传统带外控接口微波功率放大器 相比，节省了微波功率放大器外接控制插座及长距离控制线，减小了整机的体积，简化了外 围控制电路，方便了微波功率放大器的使用和控制。
[0012] (4)本实用新型与现有技术相比，减少了隔离器的使用，传统带隔离器微波功率放 大器体积大，难集成相比，本实用新型减小了整机的体积和重量，有利于微波功率放大器的 小型化、集成化。
【附图说明】
[0013] 图1为现有技术中输出端接隔离器的微波功率放大器组成示意图；
[0014] 图2为本实用新型的装置的组成示意图。
【具体实施方式】
[0015] 如图2所示，本实用新型提供了一种微波功率放大器失配保护装置，所述保护装置 与射频电路连接，该保护装置包括：用于放大射频信号的驱动放大器、功率放大器；用于检 测微波输出端反射信号的禪合器;用于将禪合后的射频信号转换为直流电压值并输出控制 信号的检波电路；用于对放大器的供电进行控制的MOS开关驱动器、MOS开关；用于为放大器 提供供电的电源电路。射频电路的输出端连接驱动放大器的输入端，驱动放大器的输出端 连接功率放大器的输入端;功率放大器的输出端连接禪合器的输入端，禪合器通过微波输 出端口连接负载;禪合器的禪合端连接检波电路，检波电路输出端连接MOS开关驱动器，MOS 开关驱动器连接MOS开关，MOS开关连接驱动放大器、功率放大器。
[0016] 本实用新型工作原理如下：微波信号从微波输入端口输入到驱动放大器、功率放 大器进行功率放大，放大后的微波信号经过禪合器从微波输出端口输出到负载，禪合器将 负载失配反射回来的微波信号提取出来，从禪合器的禪合端输出后送入检波电路，检波电 路将输入的微波信号检波后变成直流信号，该直流信号控制MOS开关输出低电平切断驱动 放大器和功率放大器或输出高电平接通驱动放大器和功率放大器。
[0017] 通过对所述微波功率放大器的供电控制，决定微波功率放大器的两种工作状态： 第一种工作状态，当微波输出端口失配严重，反射的功率过大，反射信号经过禪合器、检波 电路输出的直流信号为高电平，直流高电平信号使MOS开关处于关闭状态，停止对微波功率 放大器的供电，此时微波功率放大器不对微波信号进行放大和输出，微波输出端口没有微 波信号输出；第二种工作状态，微波输出端匹配良好，反射功率小，通过禪合器、检波电路输 出的直流信号为低电平，直流低电平信号使MOS开关处于开启状态，从而对微波功率放大器 进行供电，此时微波功率放大器对微波信号进行放大和输出。
[0018] 第一种工作状态:微波功率放大器失配保护装置微波输出端输出IOW微波信号，当 微波输出端失配全反射时，微波输出端反射回来大小为IOW的微波信号，定向禪合器的禪合 端输出功率为0.OlW的微波信号，该微波信号进入检波电路后，检出3.3V的直流电压信号， 该直流电压信号控制MOS开关驱动器输出电压为12V的控制信号，12V的控制信号控制MOS开 关输出端输出0V/0A电给驱动放大器、功率放大器，此时微波功率放大器处于停止状态，微 波输出端口输出功率为OW，微波功率放大管的功耗为OW。
[0019] 第二种工作状态：当微波输出端匹配良好，仅有较小的微波反射信号时，禪合器的 禪合端输出的微波信号功率为OW左右，此时检波电路输出端输出0.2V的直流电压信号，该 直流电压信号控制MOS开关驱动器输出直流低电平信号0.025V电给MOS开关控制端，0.025V 控制信号使MOS开关开启，输出12V/3A的电给功率放大器，经过分压给驱动放大器提供5V/ 50mA的电，此时微波功率放大器处于开启状态，将微波输入端口输入的功率为0.00IW的微 波信号放大到1OW后由微波输出端口输出，微波功率放大器的功耗为45W。
[0020] 上述失配保护装置连接于微波放大系统中，利用禪合器把某波段放大器输出端反 射波按比例分离出来，再通过检波电路，将分离出来的反射量转换为电压控制信号，输出逻 辑电平，逻辑电平接开关控制电路，MOS开关驱动器根据控制信号控制射频MOS开关进行切 换，根据检波电路所导出的电压超过或低于开关的控制电平，所述MOS开关切断或接通放大 器，实现对微波功率放大器的供电控制功能，从而在端口失配时，保护电路能够及时关闭相 应的放大器从而起到保护功能。
[0021] 上述主要器件的型号见下表：
[0022]
[0023]本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1. 一种微波功率放大器失配保护装置，与射频电路连接，其特征在于，包括:驱动放大 器、功率放大器、耦合器、检波电路、MOS开关驱动器、MOS开关;射频电路的输出端连接驱动 放大器的输入端，驱动放大器的输出端连接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端连 接耦合器的输入端，耦合器通过微波输出端口连接负载，耦合器的耦合端连接检波电路，检 波电路输出端连接MOS开关驱动器，MOS开关驱动器连接MOS开关，MOS开关连接驱动放大器、 功率放大器;射频电路输出的微波信号从微波输入端口输入到驱动放大器、功率放大器进 行功率放大，耦合器将放大后的微波信号输出到负载，耦合器提取负载失配反射的微波信 号，送入检波电路，检波电路将输入的微波信号检波后变成直流信号，直流信号控制MOS开 关输出低电平切断驱动放大器和功率放大器，或输出高电平接通驱动放大器和功率放大 器。2. 根据权利要求1所述的一种微波功率放大器失配保护装置，其特征在于:所述微波功 率放大器失配保护装置还包括用于为保护装置提供供电的电源电路，电源电路与驱动放大 器、功率放大器、检波电路、MOS开关驱动器、MOS开关同时连接。
【专利摘要】一种微波功率放大器失配保护装置，与射频电路连接，包括：驱动放大器、功率放大器、耦合器、检波电路、MOS开关驱动器、MOS开关；射频电路的输出端连接驱动放大器的输入端，驱动放大器的输出端连接功率放大器的输入端；功率放大器的输出端连接耦合器的输入端，耦合器通过微波输出端口连接负载；耦合器的耦合端连接检波电路，检波电路输出端连接MOS开关驱动器，MOS开关驱动器连接MOS开关，MOS开关连接驱动放大器、功率放大器。本实用新型采用检测输出反射功率的方法，实现对微波功率放大器的供电控制，避免反射信号过大时对驱动放大器及功率放大器的损伤，以此提高微波功率放大器的可靠性。
【IPC分类】H03F1/02, H03F3/20, H03F1/52
【公开号】CN205283497
【申请号】CN201521054384
【发明人】姚友芳, 史磊, 王雁翔, 才博, 刘德喜
【申请人】北京遥测技术研究所, 航天长征火箭技术有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月16日