專利名稱：一種用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高頻大功率雷達發(fā)射機領(lǐng)域，特別是一種用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率 放大裝置。
背景技術(shù)：
作為大功率雷達發(fā)射機，其基本指標應是它的效率和線性度，這兩個技術(shù)指標的 優(yōu)劣以及性能的穩(wěn)定與可靠，對于雷達發(fā)射機系統(tǒng)來說是非常重要的。傳統(tǒng)的雷達發(fā)射機 采用電子管作為功率放大，體積大，能耗大，笨重，壽命短，故障率高，需要預熱時間，不能適 應現(xiàn)代戰(zhàn)爭快速反應的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能耗低、線性度高的用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝 置，從而有效提高雷達發(fā)射機的便攜性及性能穩(wěn)定性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其不同之處在于其包括增益控制電 路、線性放大電路、能耗控制電路，增益控制電路包含兩輸入端口，其中一輸入端口用于接 來自信號源或系統(tǒng)主機的射頻輸出，另一輸入端口用于接來自AGC控制電路的輸出，該增 益控制電路的輸出端口與線性放大電路的輸入端口相聯(lián)，線性放大電路的輸出端口用于聯(lián) 接負載或天線，能耗控制電路的輸入端口用于接收信號源或系統(tǒng)主機產(chǎn)生的TP脈沖輸出 信號，能耗控制電路的輸出信號用于控制線性放大電路中各功率放大器件加電或斷電。按以上方案，所述線性放大電路為三級線性功率放大電路；所述能耗控制電路包 括3個的控制信號輸出端口，分別向線性放大電路對應的各級功率放大器件輸出電源控制 信號，從而控制線性放大電路中各功率放大器件加電或斷電。按以上方案，所述能耗控制電路包括用于控制所述第一級線性放大電路的第一能 耗控制電路、用于控制所述第二級線性放大電路的第二能耗控制電路、用于控制所述第三 級線性放大電路的第三能耗控制電路。按以上方案，所述第一級線性放大電路是單管放大電路，第二、三級線性功率放大 電路均為推挽放大電路，三級線性功率放大電路之間通過匹配電路進行匹配連接。按以上方案，所述三級放大電路之間的匹配電路采用寬頻帶變壓器來進行阻抗匹 配。按以上方案，所述第一能耗控制電路為電阻分壓電路，其將輸入的脈沖信號分壓 后送至第一級線性放大電路中功率放大器件的射頻信號控制端。按以上方案，所述第二能耗控制電路為一由TP脈沖控制接通或斷開的電子組合 開關(guān)，電子組合開關(guān)一端聯(lián)接有電源，另一端聯(lián)接到第二級線性放大電路中功率放大器件 的的電源信號控制端。按以上方案，所述電子組合開關(guān)由一個PNP復合管和一個NPN復合管組成。
按以上方案，所述第三能耗控制電路包括電阻分壓電路、脈沖信號放大模塊，電阻 分壓電路將輸入的脈沖信號分壓后送至脈沖信號放大模塊進行放大后再送到第三級線性 放大電路的偏壓電路。按以上方案，所述增益控制電路由6個PIN管及其相應的外圍電路構(gòu)成，其輸出端 和線性放大電路的信號輸入端相聯(lián)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下有益效果1、能耗控制電路的輸入端口用于接收信號源或系統(tǒng)主機產(chǎn)生的TP脈沖輸出信 號，能耗控制電路的輸出信號用于控制線性放大電路中各功率放大器件加電或斷電。本發(fā) 明通過能耗控制電路有效控制線性放大電路中各功率放大器件的加電或斷電，能耗大大降 低，并且預熱時間短、效率高、故障率低、壽命長。2、三級放大電路之間通過三個寬頻帶變壓器來進行阻抗匹配，從而達到提高效率 和線性度的雙重要求。3、第三能耗控制電路包括電阻分壓電路、脈沖信號放大模塊，電阻分壓電路將輸 入的脈沖信號分壓后送至脈沖信號放大模塊進行放大后再送到第三級線性放大電路的偏 壓電路，通過調(diào)節(jié)脈沖電壓的大小，可以改變第三級線性放大電路的偏壓的大小，從而達到 改變放大器的線性度的要求。通過對偏壓的控制，也使得第三級線性放大電路中的功率放 大器件加電或斷電。4、脈沖信號放大模塊的作用除了對脈沖有放大，提高其負載能力外，還對高頻信 號有隔離作用。5、本發(fā)明線性度高、體積小、能夠適應現(xiàn)代戰(zhàn)爭快速反應的需要。


圖1是本發(fā)明用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置的電路模塊框圖；圖2是本發(fā)明增益控制電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明多級線性放大電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明能耗控制電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置的電路模塊框圖；如圖1所示，一種用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其包括增益控制電路、線性放大電路、能耗控制 電路，增益控制電路包含兩輸入端口，其中一輸入端口用于接來自信號源或系統(tǒng)主機的射 頻輸出，另一輸入端口用于接來自AGC控制電路的輸出，該增益控制電路的輸出端口與線 性放大電路的輸入端口相聯(lián)，線性放大電路的輸出端口用于聯(lián)接負載或天線，能耗控制電 路的輸入端口用于接收信號源或系統(tǒng)主機產(chǎn)生的TP脈沖輸出信號，能耗控制電路的輸出 信號用于控制線性放大電路中各功率放大器件加電或斷電。下面進一步對該用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置的各個組成部分進行詳細 描述圖2所示為增益控制電路的電路結(jié)構(gòu)圖，增益控制電路由6個PIN管D1-D6及其相應的外圍電路構(gòu)成，其輸出端和線性放大電路的信號輸入端相聯(lián)。電容C5、電容C6、電容C7、電容C8等為濾波電容，電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4等為耦合電容，系統(tǒng)主機送過來的高頻RF信號經(jīng)過電容Cl，然后連接到由D1-D6組成的 增益控制電路的輸入端，而增益控制輸入電壓AGC通過電阻Rl (電阻Rl為控制輸入電壓 AGC的負載)、電阻R2、電阻R3、電阻R4加到增益控制電路的控制輸入端；當控制電壓變化 時，6個二級管的等效電阻跟著變化，從而使RF信號輸出也跟著變化，以達到增益控制的目 的。增益控制電路的輸入控制信號從控制輸入端(AGC)輸入，射頻信號從RF輸入端輸 入，控制輸出信號和線性放大電路的輸入端相聯(lián)。圖3所示為線性放大電路的電路結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，線性放大電路為三級線性 放大電路；所述能耗控制電路包括3個的控制信號輸出端口，分別向線性放大電路對應的 各級功率放大器件輸出電源控制信號，從而控制線性放大電路中各功率放大器件加電或斷 H1^ ο以上三級線性放大電路的第一級線性放大電路是單管放大電路，第二、三級線性 放大電路均為推挽放大電路，三級線性功率放大電路之間通過匹配電路進行匹配連接。具體的，所述三級放大電路之間的匹配電路采用寬頻帶變壓器來進行阻抗匹配。以下結(jié)合圖3作進一步詳細說明，該線性放大電路由U1、U2、U3、U4、TO、U6、U7、U8 組成的三級放大電路以及三級的外圍電路組成。通過增益控制的RF信號經(jīng)C4后加到Ul 的1腳，經(jīng)Ul放大后從3腳輸出，Li、R5是Ul的負載；U7、C24、C25、C23、L2是它的供電電 路。U2是一級控制電路，信號經(jīng)C9后從3腳輸入，控制信號通過端點A加到U2的4腳，受 控信號從8腳輸出；電源從1腳輸入，C12、C26、C27、U8及1腳是它的供電電路；5腳及Cll 和R6是它的匹配電路，ClO是濾波電路，C9、C13是它的輸入和輸出信號的耦合電路。Tl是一個寬頻帶阻抗匹配電路，其輸入阻抗為50歐姆，輸出阻抗為100歐姆，匹配 電路用鐵氧體磁環(huán)繞制。受控信號通過C13加到Tl的輸入端1腳，而Tl的輸出信號經(jīng)5 腳3腳后加到第二級線性放大器U3及U4的輸入端1腳；4腳是U3、U4偏壓供電電路輸入 端，而RP1、C14、R7是U3、U4的偏壓供電電路。U3、U4是一級推挽線性功率放大電路，R8、R9是它的匹配電阻，C15、C16是它的濾 波電容。放大后的信號從U3、U4的3腳和1腳輸出送往匹配電路T2 ；T2是一個寬頻帶阻抗匹配電路，其輸入阻抗為100歐姆，輸出阻抗為100歐姆電 路，匹配電路用鐵氧體磁環(huán)繞制?？刂菩盘柾ㄟ^端點B連接到T2的2腳，T2的1腳接U3的 3腳，T2的3腳接U4的3腳，T2的4，5腳分別接第三級線性放大電路U5及U6的輸入端1 腳。U5、U6是第三級線性功率放大器，它采用推挽電路形式，輸入信號通過T2的4、5 腳加到U5、U6的1腳，放大后的信號分別從U5、U6的3腳輸出送到T3的3腳和1腳，控制 信號從端點C加入，經(jīng)過一個溫控開關(guān)后加到R10、R11的中點，C17、C18是濾波電容，C19、 C20是匹配電容，C21、C22、L3是供電電路；T3也是一個寬頻帶阻抗匹配電路，其輸入阻抗為100歐姆，輸出阻抗為50歐姆電 路，匹配電路用鐵氧體磁環(huán)繞制。它的輸入信號來自U5、TO的3腳，輸出的信號從4、5腳送 出，可以接天線，也可以接50歐姆負載，也可以通過濾波器后再接天線或負載；
圖4是本發(fā)明能耗控制電路的電路結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示，能耗控制電路包括用于控 制所述第一級線性放大電路的第一能耗控制電路、用于控制所述第二級線性放大電路的第 二能耗控制電路、用于控制所述第三級線性放大電路的第三能耗控制電路。結(jié)合圖3、圖4，第一能耗控制電路為電阻分壓電路，其將輸入的脈沖信號分壓后 送至第一級線性放大電路中功率放大器件的射頻信號控制端A，控制電子開關(guān)U2的接通和 斷開。第一能耗控制電路可由R18、R17組成，脈沖信號TP通過SMA接頭輸入，經(jīng)R18、R17 分壓后送到圖3中第一級線性放大電路中功率放大器件的射頻信號控制端A。如圖4所示，所述第二能耗控制電路為一由TP脈沖控制接通或斷開的電子組合開 關(guān)，電子組合開關(guān)一端聯(lián)接有電源，另一端聯(lián)接到第二級線性放大電路中功率放大器件的 的電源控制端B，控制U3、U4電源的接通和斷開。具體的，所述電子組合開關(guān)由一個PNP復 合管和一個NPN復合管組成。更具體的，第二能耗控制電路是一個電子組合開關(guān)，它由4個 三極管U9、U10、U11、U12及其外圍電路組成，U9、U10構(gòu)成NPN復合管，U11、U12構(gòu)成PNP復 合管。當TP脈沖到來時，4個三極管全部飽和導通，相當開關(guān)處于接通狀態(tài)，當TP脈沖沒有 到來時，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，通過這種方式控制第二級線性放大電路的電源。R12是限流電 阻，R14、R15是U9、U10的負載電阻，R13是U9、U10的偏置電阻，信號TP脈沖通過SMA接頭 后再經(jīng)R12輸入到U9的基極，從而使U9、U10、U11、U12飽和導通，相當開關(guān)處于接通狀態(tài)， 從而使附圖4中的24V電壓經(jīng)U12這個接通的開關(guān)直接加到圖3中的第二級線性放大電路 的電源控制端B。
如圖4所示，第三能耗控制電路包括電阻分壓電路、脈沖信號放大模塊，電阻分壓 電路將輸入的脈沖信號分壓后送至脈沖信號放大模塊進行放大后再送到第三級線性放大 電路的偏壓電路。具體的，所述第三能耗控制電路包括電阻分壓電路、脈沖放大電路，脈沖放大電路 還具有信號隔離作用，其將輸入的脈沖信號分壓后送至U13進行放大，然后再送到第三級 線性放大電路的偏壓電路，通過對脈沖電壓的大小調(diào)節(jié)，可以改變第三級線性放大電路的 偏壓的大小，從而達到改變放大器的線性度的要求。通過對偏壓的控制，也使得第三級線性 放大電路中的功率放大器件加電或斷電。更具體的，如圖4所示，第三能耗控制電路可由R16、RP2、Ul3、R19、R20、R21、D7組 成，信號TP通過SMA接頭輸入，經(jīng)R16、RP2分壓后送到U13的3腳，U13是一個脈沖放大器， 2、3腳是信號的輸入腳，6腳是輸出腳，7腳是電源輸入，1、5、8腳是空腳，R20、R21是決定放 大倍數(shù)的電阻，R19是輸出負載，D7是隔離二極管。脈沖信號經(jīng)過U13放大后，增強了負載 能力，并經(jīng)C點連接到第三級線性放大器的端點C，從而控制圖3中U5、TO的偏壓的接通和 斷開。以上實施例只是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作較多的限制，凡是依據(jù)對 本發(fā)明的技術(shù)本質(zhì)作簡單修改或等同的變化和修飾，均仍屬本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
一種用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其特征在于其包括增益控制電路、線性放大電路、能耗控制電路，增益控制電路包含兩輸入端口，其中一輸入端口用于接來自信號源或系統(tǒng)主機的射頻輸出，另一輸入端口用于接來自AGC控制電路的輸出，該增益控制電路的輸出端口與線性放大電路的輸入端口相聯(lián)，線性放大電路的輸出端口用于聯(lián)接負載或天線，能耗控制電路的輸入端口用于接收信號源或系統(tǒng)主機產(chǎn)生的TP脈沖輸出信號，能耗控制電路的輸出信號用于控制線性放大電路中各功率放大器件加電或斷電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其特征在于所述線 性放大電路為三級線性功率放大電路；所述能耗控制電路包括3個的控制信號輸出端口， 分別向線性放大電路對應的各級功率放大器件輸出電源控制信號，從而控制線性放大電路 中各功率放大器件加電或斷電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其特征在于所述能 耗控制電路包括用于控制所述第一級線性放大電路的第一能耗控制電路、用于控制所述第 二級線性放大電路的第二能耗控制電路、用于控制所述第三級線性放大電路的第三能耗控 制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其特征在于所述第 一級線性放大電路是單管放大電路，第二、三級線性功率放大電路均為推挽放大電路，三級 線性功率放大電路之間通過匹配電路進行匹配連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其特征在于所述三 級放大電路之間的匹配電路采用寬頻帶變壓器來進行阻抗匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其特征在于所述第 一能耗控制電路為電阻分壓電路，其將輸入的脈沖信號分壓后送至第一級線性放大電路中 功率放大器件的射頻信號控制端。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其特征在于所述第 二能耗控制電路為一由TP脈沖控制接通或斷開的電子組合開關(guān)，電子組合開關(guān)一端聯(lián)接 有電源，另一端聯(lián)接到第二級線性放大電路中功率放大器件的的電源信號控制端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其特征在于所述電 子組合開關(guān)由一個PNP復合管和一個NPN復合管組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其特征在于所述第 三能耗控制電路包括電阻分壓電路、脈沖信號放大模塊，電阻分壓電路將輸入的脈沖信號 分壓后送至脈沖信號放大模塊進行放大后再送到第三級線性放大電路的偏壓電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的用于雷達發(fā)射機的固 態(tài)功率放大裝置，其特征在于所述增益控制電路由6個PIN管及其相應的外圍電路構(gòu)成， 其輸出端和線性放大電路的信號輸入端相聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及高頻大功率雷達發(fā)射機領(lǐng)域，特別是一種用于雷達發(fā)射機的固態(tài)功率放大裝置，其包括增益控制電路、線性放大電路、能耗控制電路，增益控制電路包含兩輸入端口，其中一輸入端口用于接來自信號源或系統(tǒng)主機的射頻輸出，另一輸入端口用于接來自AGC控制電路的輸出，該增益控制電路的輸出端口與線性放大電路的輸入端口相聯(lián)，線性放大電路的輸出端口用于聯(lián)接負載或天線，能耗控制電路的輸入端口用于接收信號源或系統(tǒng)主機產(chǎn)生的TP脈沖輸出信號，能耗控制電路的輸出信號用于控制線性放大電路中各功率放大器件加電或斷電，從而使得雷達發(fā)射機能耗大大降低，并且預熱時間短、效率高、故障率低、壽命長。
文檔編號G01S7/282GK101813767SQ20101014016
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者楊振衛(wèi), 石振華, 石新智 申請人:武漢德威斯電子技術(shù)有限公司