一种适用于深空探测的小型化固态功放装置的制作方法

本发明涉及微波射频电路设计技术，特别涉及一种双通道微波功率放大及切换电路。

背景技术：
固态功放是卫星通信、雷达、测控、导航、对抗等电子系统中的关键设备，以其性能稳定可靠、维护便利、能耗低的优点，在传输发射领域得到了广泛应用。常规的固态功放主要为单通道固态功放，即一端口微波输入，一端口微波输出，微波放大器件则主要由砷化镓场效应管级联而成，随着对于产品的一体化要求，也有一端口输入两端口输出的固放产品。通常情况下，两端口输出的固放产品若要实现两路信号切换，较常用的一种方法为对两条微波链路器件同时供电，使用指令对微波链路进行切换以达到信号切换的目的，该方法的主要问题是同时对两条微波链路器件供电需要两路DC/DC电源转换电路，增大了整个固放的体积。另一种方法也较常用到的是采用一路微波链路并在其信号输出端加入微波开关，通过对微波开关的切换以达到信号切换的目的，该方法的主要问题是在深空探测时设备的可靠性要求较高，该方法的微波放大链路为单路无备份可靠性较低。因此，如何使深空探测功放设备小型化又提高其可靠性，已成为目前业界亟需解决的技术问题。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种适用于深空探测的小型化固态功放装置，以达到小型化以及可靠性高的目的。为了实现上述目的，本发明提供一种适用于深空探测的小型化固态功放装置，包括：输入端、第一输出端、第二输出端、分路器、DC/DC电源转换电路、电源切换电路以及微波放大电路，其中：所述微波放大电路包括两微波放大链路，分别为第一微波放大链路以及第二微波放大链路；所述分路器将输入端的信号分成两路，分别送入第一微波放大链路以及第二微波放大链路；且所述第一微波放大链路连接所述第一输出端，所述第二微波放大链路连接所述第二输出端，且所述两微波放大链路均可独立加电；所述DC/DC电源转换电路用于将一次电源转换为与所述微波放大电路所需的电压相匹配的二次电源；所述电源切换电路对所述二次电源进行切换，使其对所述第一微波放大链路或所述第二微波放大链路供电；所述两微波放大链路中任一微波放大链路供电后可对输入信号进行功分、隔离以及放大，从而得到所需的输出信号。作为优先地，所述电源切换电路为双负载继电器。进一步地，所述电源切换电路采用磁保持继电器2JB。作为优先地，所述微波放大电路使用GaAsMMIC芯片的微波放大组件。较佳地，所述双负载继电器的开关指令向用户负载提供两条专用输入线：指令专用供电线以及指令线，所述指令专用供电线串接一电阻后再连到所述双负载继电器的用户负载，所述指令线连接到所述双负载继电器以外的控制装器中的系统管理单元、数据接口单元或综合电子单元的指令译码器中一条开路集电极电路的电流返回线上，且在所述双负载继电器的继电器线圈两端并联瞬态抑制电路。作为优选地，所述微波放大电路的功率为10W，且对所述微波放大电路进行降额使用，使其输出功率为4W。较佳地，所述瞬态抑制电路采用二极管串联电阻的方式来实现抑制。较佳地，所述双负载继电器中设有一铡刀，所述二次电源与所述双负载继电器的铡刀连接，所述指令专用供电线以及所述指令线与继电器线圈连接，其所述铡刀闭合连接于第一微波放大链路后电源对所述第一微波放大链路中的微波器件供电，所述第一微波放大链路进入工作状态；其所述铡刀闭合连接于第二微波放大链路后电源对所述第二微波放大链路中的微波器件供电，所述第二微波放大链路进入工作状态。本发明由于采用以上技术方案，与现有技术相比较，具有以下的优点和积极效果：1)本发明提供的一种适用于深空探测的小型化固态功放装置，该方法将同一路DC/DC电源转换电路应用于两微波放大链路中，相对于常用的两路电源的方式节省了较大的空间，减小了固放的体积。同时由于电源转换部分的器件本身具有较高的可靠性，因此将两路电源改为单路电源对整机可靠性的影响较小。2)本发明提供的一种适用于深空探测的小型化固态功放装置，两微波放大链路相互独立、互为备份，提高了固态功放装置的可靠性。3)本发明提供的一种适用于深空探测的小型化固态功放装置，采用了使用GaAsMMIC芯片的微波放大组件，该组件包含了两条微波放大链路具有小型化、高集成等优点，同时在该放大电路中，对微波放大组件进行了降额使用，解决了其热耗较大的问题，使其芯片工作结温满足GJB/Z35-93《元器件可靠性降额准则》中的I级降额要求。4)本发明提供的一种适用于深空探测的小型化固态功放装置，具有电路简单，易实现的特点，并具有一定的通用性，可广泛应用于卫星通信、雷达、测控、导航、对抗等电子系统中。附图说明图1为本发明一种适用于深空探测的小型化固态功放装置的拓扑框图；图2为本发明一种适用于深空探测的小型化固态功放装置的实施例中的双负载继电器部分的电路原理图。具体实施方式下面参照附图和具体实施例来进一步说明本发明。如附图1所示，本发明一优选实施例提供的一种适用于深空探测的小型化固态功放装置，包括输入端1、第一输出端2、第二输出端3、分路器4、DC/DC电源转换电路5、电源切换电路6以及微波放大电路7。微波放大电路7使用GaAsMMIC芯片的微波放大组件，包括两微波放大链路，分别为第一微波放大链路8以及第二微波放大链路9。分路器4将输入端1的信号分成两路，分别送入第一微波放大链路8以及第二微波放大链路9。DC/DC电源转换电路5将一次电源的转换为与微波放大电路7所需的电压相匹配的二次电源。电源切换电路6采用磁保持继电器2JB，可对二次电源切换，来对第一微波放大链路8和/或所述第二微波放大链路9供电。第一微波放大链路8连接第一输出端2以及第二微波放大链路9连接第二输出端3，两微波放大链路8和9均可独立加电。对微波放大电路7中GaAsMMIC芯片进行降额使用，使其芯片工作结温满足GJB/Z35-93《元器件可靠性降额准则》中的I级降额要求。电源切换电路6为双负载继电器，采用2JB型号的磁保持继电器。双负载继电器6的开关指令向用户负载提供两条专用输入线：指令专用供电线10以及指令线11，指令专用供电线10串接一电阻R后再连到双负载继电器6的用户负载12，指令线11连接到双负载继电器6外控制装置中的系统管理单元、数据接口单元或综合电子单元13的指令译码器中一条开路集电极电路14的电流返回线上，且在双负载继电器6的继电器线圈15两端并联瞬态抑制电路16，瞬态抑制电路16采用二极管串联电阻的方式来实现抑制。双负载继电器6中，设有一铡刀，将通过电源转换得到的二次电源接入继电器内部铡刀，指令专用供电线10以及指令线11接入继电器线圈15中，第一微波放大链路8工作时，铡刀闭合连接于第一微波放大链路，电源对第一微波放大链路8中的微波器件进行供电，此时第二微波放大链路9不工作；第二微波放大链路9工作时，其铡刀闭合连接于第二微波放大链路，电源对第二微波放大链路9中的微波器件进行供电，此时第一微波放大链路8不工作。两微波放大链路8和9中任一微波放大链路供电后可对输入信号进行功分、隔离以及放大，从而得到所需的输出信号。本实施例中，由于通常使用的分立器件体积较大，所以微波放大电路采用了使用GaAsMMIC芯片的微波放大组件，该组件主要功能为微波信号的功率放大，器件为一路输入、两路输出的结构形式，具有小型化、高集成等优点，且两路微波功率输出可独立加电，可提供不低于34dB的功率增益以及35.5dBm的输出功率。固放装置所需输出信号功率为4W，考虑到热耗因素，故选用该工作电压为+8V，输出功率为10W的微波放大组件，并将其进行降额使用。降额设计是提高单机可靠性常采用的一种方法，用于卫星上的所有设计均遵循GJB/Z35-93《元器件可靠性降额准则》进行并且均采用Ⅰ级降额等级，根据不同的器件，采用不同的降额参数。固态功放所用的元器件，根据不同的器件特性，采用不同的降额参数来满足降额的要求。以使芯片工作结温满足降额要求。该方法选用了微波放大组件，相对于常用的单条微波链路并由微波开关切换信号的方式，提高了可靠性，微波通道1与微波通道2相互独立、互为备份，提高了整机的可靠性。同时在该放大电路中，对微波放大组件进行了降额使用，解决了其热耗较大的问题，使其芯片工作结温满足GJB/Z35-93《元器件可靠性降额准则》中的I级降额要求。本实施例中，继电器采用磁保持继电器2JB。电路如图2所示，通过继电器外加控制器来控制继电器的通断，从而来控制功放的工作与选通。当指令作用时，在指令脉冲持续时间内，指令线与指令输出设备的地电位间呈现低阻低电压的状态。电磁继电器的激励线圈是个电感元件，当线圈断电时，会产生一个数百伏的反电势，作用到电源回路中去，会对其他微电子器件产生不良影响。为提高本装置的安全性和稳定性，普遍地在继电器线圈两端加瞬态抑制电路，一般采用二极管加电阻方式抑制电路。且将同一路DC/DC电源转换电路应用于两微波放大链路中，相对于常用的两路电源的方式节省了较大的空间，减小了固放的体积。同时由于电源转换部分的器件本身具有较高的可靠性，因此将两路电源改为单路电源对整机可靠性的影响较小。综上所述，本发明具有电路简单，易实现的特点，并具有一定的通用性，可广泛应用于卫星通信、雷达、测控、导航、对抗等电子系统中。上述公开的仅为本发明的具体实施例，该实施例只为更清楚的说明本发明所用，而并非对本发明的限定，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在保护范围内。