一种幅相一致环备份结构的制作方法

本发明涉及一种幅相一致环备份结构，属电子技术领域。

背景技术：

本项目来源于西安分院某卫星转发器分系统研制过程中，需对8×8mpa(multiportpoweramplifiers)多端口功率放大器中的放大器进行备份，以满足系统可靠度的要求。由于mpa中放大器具有幅相一致性的要求，所以采用的环备份方式将不能改变环内放大器幅相特性，现有的10保8的环备份方式很多，但都对环内的幅相特性有影响，不能保证8×8mpa的幅相特性，导致性能下降。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了如何保证环备份幅相一致的设计方法及原则，设计了一种幅相一致的n+2保n环备份结构，解决了环备份结构中产品幅相一致性的问题，保证了切换备份过程中产品性能。

本发明的技术方案是：一种幅相一致环备份结构，包括：备份产品设备、输入端环备份开关、输出端环备份开关以及时延及色散补偿网络；外部产品设备和备份产品设备的输入端、输出端均通过时延及色散补偿网络分别与输入端环备份开关和输出端环备份开关相连，输入端环备份开关通过时延及色散补偿网络依次互联，输出端环备份开关也通过时延及色散补偿网络依次互联。

所述备份产品设备为2台，输入端环备份开关为n+2台，输出端环备份开关环备份开关为n+2台，时延及色散补偿网络为2n+4个，其中n表示外部产品设备的数量。

所述输入端环备份开关、输出端环备份开关均选择同轴t型开关。

所述时延及色散补偿网络采用电缆网络。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1)通过在环备份结构中设计“相位及色散补偿网络”的方法，保证了在环备份切换中产品的幅相一致性，设计了一种幅相一致的n+2保n环备份通用结构，推演优化出了幅相一致10保8环备份的结构，采用该结构提高了8×8mpa(multiportpoweramplifiers)多端口功率放大器在系统中的可靠性，满足了系统应用的要求。

2)本发明环备份结构，通过在环备份开关连接中设计加入时延及色散补偿网络，保证在切换备份时产品设备的幅相特性不会改变，确保n路产品的幅相一致性。

附图说明

图1为本发明环备份结构示意图。

图2为本发明中具有幅相一致特性的10保8环备份结构拓扑。

图3为本发明中增强型幅相一致10保8环备份结构拓扑。

图4为传统10保8拓扑。

具体实施方式

传统型10保8环备份结构如图4所示，该结构中无法完成备份切换时环内幅相一致性的保证。本专利基于现有的环备份采用的开关，首先给出了如何保证环备份幅相一致的设计方法及原则：为了具有幅相一致性，在环备份结构中需增加“相位及色散补偿网络”以保证在切换备份产品后环内幅相特性不会发生变化。

其次，根据幅相一致环备份结构设计方法及原则，设计了n+2保n通用环备份结构，如图1所示。通过“相位及色散补偿网络”的选取，任意切换备份，均可保证环内的幅相一致性，包括：备份产品设备、输入端环备份开关、输出端环备份开关以及时延及色散补偿网络；外部产品设备和备份产品设备的输入端、输出端均通过时延及色散补偿网络分别与输入端环备份开关和输出端环备份开关相连，输入端环备份开关通过时延及色散补偿网络依次互联，输出端环备份开关也通过时延及色散补偿网络依次互联。

所述备份产品设备为2台，输入端环备份开关为n+2台，输出端环备份开关环备份开关为n+2台，时延及色散补偿网络为2n+4个，其中n表示外部产品设备的数量。

所述输入端环备份开关、输出端环备份开关均选择同轴t型开关。

所述时延及色散补偿网络采用电缆网络。

最后，推演优化出一种幅相一致的10保8环备份结构，如图2所示。之后将2组10保8结构进行结合，提出了一种增强型幅相一致的10保8环备份结构，如图3所示。本发明专利提出了在环备份结构中增加“相位及色散补偿网络”实现幅相一致环备份的设计方法，之后设计了两种幅相一致的10保8环备份结构。

在图2的结构中，“相位及色散补偿网络”通过电缆的长度进行设计，备份设备位于环路两端。环内任意一台设备失效，通过开关向两边切换能够保证环内设备的幅相一致性；环内任意2台相邻设备失效，通过开关向两边切换能够保证环内设备的幅相一致性；环内任意2台不相邻设备失效，无法实现环内的幅相一致性，但可保证环内只有一台设备比其它台设备相位短中心频率的整数波长，但幅相一致性变化较小。

在图3的结构中，是将两组10保8环备份组件进行了连通，连通后如果备份设备2或备份设备3任意一台失效，每组10保8的性能不受影响。型号上应用了该增强型环备结构，通过备份后mpa性能及可靠度满足系统要求。

综上，由于同轴开关和射频电缆组件具有宽带特性，采用不同的“相位及色散补偿网络”可构建出各种具有幅相一致性要求的环备份结构，所以本专利也可以广泛应用于其他型号的转发器环备份产品中。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

技术特征：

技术总结
一种幅相一致环备份结构，采用n台产品设备工作备份2台的结构构架，该结构中关键部分是在环备份开关互联中设计增加了时延及色散补偿网络，保证在切换备份时产品设备的幅相特性不发生改变。该结构中将备份产品设备放置的两端，工作产品设备依次排列，如果某一台产品设备故障，上端及下端产品设备依次向上切换及向下切换，保证各产品设备间的相对幅相特性未发生改变；如果某相邻两台产品设备故障，切换方式同上；如果某不相邻两台产品设备故障，中间产品设备不切换，两边产品设备切换，这样保证各产品设备间的相对幅相特性变化最小。

技术研发人员：王毅;黄齐波;王五兔;朱正贤
受保护的技术使用者：西安空间无线电技术研究所
技术研发日：2017.11.23
技术公布日：2018.05.01