阻抗变换节、一个功率合成节、两 个输出同轴阻抗变换节组成，每一路功率信号经输入N型连接器、输入阻抗变换节，在功率 合成节上进行功率合成，并经输出同轴阻抗变换节输出。8路单级同轴功率合成器具有体积 小、损耗低、功率容高量、合成效率高、优良的幅相一致性等特点，同时该种功率合成器具有 进一步扩展的优势，即根据需求可设计为8路以上的功率合成器。
[0025] 射频小信号首先经过第一前置放大器和预放器进行中功率放大，放大后的信号输 送至八分器，将信号分成八个相等的功率分量，然后输入末级功放单元，末级功放单元将信 号放大到150W以上，然后将幅、相一致的8路150W信号输送至功率合成器，功率合成器将8 路信号进行功率合成，然后将合成的信号输入波导电控开关K2,再经功率发射单元发射出 去。
[0026] 末级功放单元包括补偿电路、放大电路、控保电路及输出电路，补偿电路由温补电 路及压控衰减器组成，温补电路的输入端通过移相器连接八分器，温补电路的输出端通过 压控衰减器连接放大电路，放大电路包括依次相连的第二前置放大器、中功率放大器和大 功率放大器，大功率放大器的输出端通过第二环形器连接功率合成器，第二环形器的输出 端还设置有第二耦合器，第二耦合器的输出端依次通过控保电路和输出电路连接监控电 路，中功率放大器和大功率放大器的输出端还分别连接控保电路，控保电路由温度检测电 路、电流检测电路、输出功率检测电路、反射检测电路以及保护电路组成，温度检测电路、电 流检测电路、输出功率检测电路、反射检测电路的输出端分别连接保护电路的输入端，保护 电路的输出端连接输出电路，第二耦合器的输出电流及大功率放大器的输出电流为温度检 测电路、电流检测电路、输出功率检测电路、反射检测电路提供实时直流数据，末级功放采 用AC/DC转换模块供电。
[0027] 八分器的输出信号经移相器、温补电路及压控衰减器进入第二前置放大器、中功 率放大器、大功率放大器进行放大，然后经第二环形器输出给合成器。移相器可以保证8路 功率信号在合成时的相位一致，温补电路可以保证末级功放的温度恒定，压控衰减器使信 号保持稳定；中功率放大器输出功率P 增益多25dB，具有增益高，效率高等优点， 大功率放大器采用AB类放大器，输出功率多150W，增益约15dB，效率大于40%，可靠性高； 控保电路采集各传感器送来的直流信号，判断是否超出元器件的使用条件，并控制功率管 的栅极电压，控制LDMOS管的栅极电压的通断，可以快速保护大功率管的安全；输出电路放 大采集的直流信号，向监控电路提供输出功率，工作电流、温度等模拟量。
[0028] 功率发射单元包括依次相连的收阻滤波器、谐波滤波器、波导环形器和定向耦合 器，收阻滤波器和谐波滤波器用于滤除高功放输出的谐波及接收带内的噪声，反向耦合检 测天线的反射，天线反射功率被波导环形器吸收以防止损坏功放，波导环形器的输出端还 连接电动开关控制器的输入端。谐波滤波器采用两级低通滤波器迭加的形式，通带为S频 段，阻带为通带4倍频，输入端、输出端以及两级滤波器之间通过两级1/4波导波长过渡实 现输入输出匹配，具有结构紧凑，体积小，承受功率高，输入、输出端反射损耗小，宽通带、宽 抑制带等特点。
[0029] 波导电动开关K2的假负载端还通过第三耦合器连接合成器的第一输入端，功率 发射单元中的定向耦合器的输出端连接合成器的第二输入端，合成器的输出端连接有输出 监视装置，在卫星接收机或功率发射单元未接收到上行信号时，输出监视装置可实时监测 是功放输出故障还是其他设备出现故障。
[0030] 表1为本实用新型的技术指标测试结果。
[0031]表1
[0032]
[0033] 表1表明，S频段连续波固态高功放装置具有相对带宽宽、效率高、可靠性高、控制 方便等特点，对于提高航天与卫星测控的效率及可靠性，降低成本，开拓卫星的应用具有重 要意义。
【主权项】
1. 一种S频段连续波固态高功放装置，其特征在于：由S频段固态高功放A、S频段固 态高功放B、开关切换单元和功率发射单元组成，所述开关切换单元包括同轴电动开关KU 波导电动开关K2及电动开关控制器，S频段固态高功放A和S频段固态高功放B均包括监 控单元、功率分解单元、末级功放单元和功率合成单元，监控单元包括第一前置放大器、预 放器、第一环形器、高频检波器和监控电路，第一前置放大器的输入端分别连接同轴电动开 关K1，第一前置放大器的输出端通过预放器连接功率分解单元的输入端，功率分解单元的 输出端依次连接末级功放单元和功率合成单元，功率合成单元的输出端连接第一环形器的 输入端，第一环形器的输出端分别连接波导电动开关K2的一端，波导电动开关K2的另一端 连接功率发射单元，第一环形器的输出端还经第一耦合器的正向、反向耦合端连接高频检 波器的输入端，高频检波器的输出端连接监控电路的输入端，监控电路的输出端连接第一 前置放大器，电动开关控制器的输入端连接功率发射单元的输出端，电动开关控制器的输 出端分别连接S频段固态高功放A和S频段固态高功放B ; 所述末级功放单元包括补偿电路、放大电路、控保电路及输出电路，补偿电路由温补电 路和压控衰减器组成，温补电路的输入端通过移相器连接功率分解单元，温补电路的输出 端通过压控衰减器连接放大电路，放大电路包括依次相连的第二前置放大器、中功率放大 器和大功率放大器，大功率放大器的输出端通过第二环形器连接功率合成单元，第二环形 器的输出端还依次通过第二耦合器、控保电路和输出电路连接监控电路，中功率放大器和 大功率放大器的输出端还分别连接控保电路的输入端，控保电路由温度检测电路、电流检 测电路、输出功率检测电路、反射检测电路以及保护电路组成，温度检测电路、电流检测电 路、输出功率检测电路、反射检测电路的输出端分别连接保护电路的输入端，保护电路的输 出端连接输出电路。2. 如权利要求1所述的一种S频段连续波固态高功放装置，其特征在于：所述功率合 成单元采用8路单级同轴功率合成器，功率合成器采用N型输入，IF70Q同轴输出，功率合 成器内部由8个输入N型连接器、两个输入阻抗变换节、一个功率合成节、两个输出同轴阻 抗变换节组成，每一路功率信号经输入N型连接器、输入阻抗变换节，在功率合成节上进行 功率合成，并经输出同轴阻抗变换节输出。3. 如权利要求1所述的一种S频段连续波固态高功放装置，其特征在于：所述功率发 射单元包括依次相连的收阻滤波器、谐波滤波器、波导环形器和定向耦合器，波导环形器的 输出端还连接电动开关控制器的输入端。4. 如权利要求3所述的一种S频段连续波固态高功放装置，其特征在于：所述谐波滤 波器采用两级低通滤波器迭加的形式，通带为S频段，阻带为通带4倍频，输入端、输出端 以及两级滤波器之间通过两级1/4波导波长过渡实现输入输出匹配。5. 如权利要求1所述的一种S频段连续波固态高功放装置，其特征在于：第一前置放 大器为三级放大，在第一级放大之后设置有输入监视装置。6. 如权利要求1所述的一种S频段连续波固态高功放装置，其特征在于：所述功率分 解单元采用八分器。7. 如权利要求1所述的一种S频段连续波固态高功放装置，其特征在于：所述监控电 路还通过RS422接口连接外部控制器。8. 如权利要求1所述的一种S频段连续波固态高功放装置，其特征在于：所述S频段
【专利摘要】本实用新型提供一种S频段连续波固态高功放装置，由S频段固态高功放A、S频段固态高功放B、开关切换单元和功率发射单元组成，开关切换单元包括同轴电动开关K1、波导电动开关K2及电动开关控制器，S频段固态高功放A和S频段固态高功放B的输入端分别连接同轴电动开关K1，S频段固态高功放A和S频段固态高功放B的输出端分别连接波导电动开关K2的一端，波导电动开关K2的另一端连接功率发射单元，电动开关控制器的输入端连接功率发射单元的输出端，电动开关控制器的输出端分别连接S频段固态高功放A和S频段固态高功放B。本实用新型具有瞬时带宽宽、免调谐、效率高、可靠性高、操作简单、寿命长故障弱化功能等优点。
【IPC分类】H03F1/52, H03F1/30, H03F3/20
【公开号】CN204886878
【申请号】CN201520649972
【发明人】韩来辉, 严俊, 赵双领, 张宏伟
【申请人】中国电子科技集团公司第二十七研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月26日