一种固态功放、该固态功放的应用以及利用该功放进行测量的方法与流程

本发明涉及大功率固态功放技术领域，尤其涉及一种ka波段快速切换双通道大功率固态功放、该固态功放在构建ka波段极化电磁散射特性测量系统中的应用以及利用该固态功放进行极化电磁散射特性测量的方法。

背景技术：

为了满足极化电磁散射特性测量需求，ka波段电磁散射特性测量系统需实现v极化和h极化发射双通道微秒量级切换，且发射平均功率达百瓦量级。针对这一要求，考虑到设备尺寸、重量及研制成本等条件限制，通常做法是在大功率固态功放输出端接快速开关实现，但受现有ka波段开关器件性能指标限制，开关速度达微秒量级的铁氧体开关其承受平均功率约为30w，承受平均功率达百瓦量级的机电开关其开关速度约为百毫秒，均不能满足承受平均功率达百瓦量级，开关速度达微秒量级的要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：极化电磁散射特性测量时，现有ka波段大功率固态功放无法实现v极化和h极化发射双通道微秒量级切换的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种ka波段快速切换双通道大功率固态功放，包括预放大模块、功分模块、多个放大模块、多个中功率开关模块和两个合成模块；

所述预放大模块用于接收小功率射频信号并进行功率预放大；

所述功分模块用于将预放大后的射频信号功分为多路射频信号，并将放大后的多路射频信号输入至放大模块；

每一路射频信号馈入一个放大模块，所述放大模块用于对射频信号进行功率放大，并将放大后的射频信号输入至中功率开关模块；

每一路放大后的射频信号馈入一个中功率开关模块，所述中功率开关模块在外部控制下快速切换，形成双通道中功率射频信号并输出；

每一路输出的双通道中功率射频信号均分别馈入两个合成模块，并在两个合成模块内分别合成输出两路大功率射频信号并馈入双极化天线辐射出去。

可选地，还包括电源模块，所述电源模块用于为预放大模块和功分模块、放大模块、中功率开关模块供电。

可选地，还包括控制模块，所述控制模块用于发出控制信号，统一控制多个中功率开关模块快速切换形成双通道。

可选地，所述功分模块将预放大后的射频信号功分为四路。

可选地，所述放大模块包括第一放大模块、第二放大模块、第三放大模块和第四放大模块；

所述中功率开关模块包括第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和第四开关模块；

第一放大模块的输出连接至第一开关模块，第二放大模块的输出连接至第二开关模块，第三放大模块的输出连接至第三开关模块，第四放大模块连接至第四开关模块；

四路射频信号分别馈入相应的放大模块。

可选地，所述预放大模块、所述功分模块、所述放大模块、所述中功率开关模块和所述合成模块集成安装于机箱内。

本发明提供的这一固态功放在构建ka波段极化电磁散射特性测量系统中的应用。

一种利用本发明提供的固态功放进行极化电磁散射特性测量的方法，包括如下步骤：

(1)功率预放大的步骤：将小功率射频信号送入预放大模块进行功率预放大；

(2)功分多路并放大的步骤：功率预放大后的射频信号经功分模块功分为多路射频信号，然后分别馈入放大模块进行功率放大，得到多路中功率射频信号；

(3)快速开关切换双通道输出的步骤：多路中功率射频信号分别输出给多个中功率开关模块，中功率开关模块在外部控制下快速切换，形成多路双通道中功率射频信号并输出；

(4)合成输出双通道大功率射频信号的步骤：每一路输出的双通道中功率射频信号均分别馈入两个合成模块，并在两个合成模块内分别合成输出两路大功率射频信号并馈入双极化天线辐射出去。

有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

将该功放输出双通道与发射天线的v极化通道和h极化通道分别相连接，即可在系统控制信号的统一控制下，通过快速切换中功率开关模块，实现测量系统v极化和h极化发射双通道微秒量级切换，并进而实现ka波段极化电磁散射特性测量。

本发明所涉及一种ka波段快速切换双通道大功率固态功放主要用于ka波段极化电磁散射特性测量，基于该功放，可以解决极化电磁散射特性测量中输出平均功率达百瓦量级的ka波段固态功放无法实现v极化和h极化发射双通道微秒量级切换的难题。

本发明与在合成模块之后接入大功率开关模块实现极化切换及测量的传统实现方式相比，通过在合成模块之前的多路放大模块输出端分别接入中功率开关模块，降低了开关模块承受功率指标要求，实现了平均功率达百瓦量级的ka波段固态功放输出双通道微秒量级切换，满足了ka波段极化电磁散射特性测量需求。

附图说明

图1是本发明提供的ka波段快速切换双通道大功率固态功放原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明在第一方面提供了一种ka波段快速切换双通道大功率固态功放，参考图1，包括预放大模块、功分模块、多个放大模块、多个中功率开关模块和两个合成模块。

具体地，所述预放大模块用于接收来自上变频电路的小功率射频信号并进行功率预放大。所述功分模块用于将预放大后的射频信号功分为多路射频信号，并将放大后的多路射频信号输入至放大模块。每一路射频信号馈入一个放大模块，所述放大模块用于对射频信号进行功率放大，并将放大后的射频信号输入至中功率开关模块。每一路放大后的射频信号馈入一个中功率开关模块，所述中功率开关模块在外部控制下快速切换，形成双通道中功率射频信号并输出。每一路输出的双通道中功率射频信号均分别馈入两个合成模块，并在两个合成模块内分别合成输出两路大功率射频信号并馈入双极化天线辐射出去。

通过上述描述的内容可知，在应用时，将该功放输出双通道与发射天线的v极化通道和h极化通道分别相连接，即可在外部控制信号的统一控制下，通过快速切换中功率开关模块，实现测量系统v极化和h极化发射双通道微秒量级切换，并进而实现ka波段极化电磁散射特性测量。本发明通过在合成模块之前的多路放大模块输出端分别接入中功率开关模块，降低了开关模块承受功率指标要求，实现了平均功率达百瓦量级的ka波段固态功放输出双通道微秒量级切换，满足了ka波段极化电磁散射特性测量需求。

对于控制中功率开关模块的外部控制结构，可以为独立的控制模块，所述控制模块用于发出控制信号，统一控制多个中功率开关模块快速切换形成双通道。

如图1所示，所述功分模块将预放大后的射频信号功分为四路。此时，相应地，所述放大模块可以包括第一放大模块、第二放大模块、第三放大模块和第四放大模块；所述中功率开关模块可以包括第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和第四开关模块；第一放大模块的输出连接至第一开关模块，第二放大模块的输出连接至第二开关模块，第三放大模块的输出连接至第三开关模块，第四放大模块连接至第四开关模块；四路射频信号分别馈入相应的放大模块。

另外，本发明提供的这一固态功放还包括电源模块，所述电源模块用于为预放大模块、功分模块、放大模块和中功率开关模块供电。

在本发明提供的技术方案中，所述预放大模块、所述功分模块、所述放大模块、所述中功率开关模块和所述合成模块可以集成安装于机箱内。

本发明在第二方面还提供了这一固态功放在构建ka波段极化电磁散射特性测量系统中的应用。

本发明在第三方面提供了一种利用该固态功放进行极化电磁散射特性测量的方法，具体地，所述方法包括如下步骤：

(1)功率预放大的步骤：将小功率射频信号送入预放大模块进行功率预放大；

(2)功分多路并放大的步骤：功率预放大后的射频信号经功分模块功分为多路射频信号，然后分别馈入放大模块进行功率放大，得到多路中功率射频信号；

(3)快速开关切换双通道输出的步骤：多路中功率射频信号分别输出给多个中功率开关模块，中功率开关模块在外部控制下快速切换，形成多路双通道中功率射频信号并输出；

(4)合成输出双通道大功率射频信号的步骤：每一路输出的双通道中功率射频信号均分别馈入两个合成模块，并在两个合成模块内分别合成输出两路大功率射频信号并馈入双极化天线辐射出去。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。