CN211453935U - X波段双通道发射机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种X波段双通道发射机，包括依次连接的定向耦合器、推动级放大器以及可切换的两路分时输出通道，每一路输出通道上依次设置隔离器、一分二功分器、末级功率放大电路组、合路器、隔离器以及耦合器；外部射频输入信号经过定向耦合器后，送入推动级放大器进行信号放大；分别经过两路输出通道最终经相应的隔离器实现两路射频输出，同时两路射频输出信号还通过耦合器输出耦合输出信号。与现有技术相比，本实用新型具有体积小、耗电流小、分时输出，可靠性高的特点，适用于各种同频段雷达系统的大功率探测，可广泛应用于机载、舰载、车载及弹载等军民用装备中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种X波段双通道发射机。
背景技术
现有同类技术主要表现在体积大、耗热、功能单一，满足不了需求方的要求，同类功放大致流程由：外部射频信号送入功率放大器输入端把有用小信号放大到一定功率后再送入激励级进一步放大功率，然后送入末级功放进行功率放大到规定的大信号，经隔离器进行驻波匹配后输出；一般的功率放大器只有简单的信号放大作用，除了体积大，电流耗散厉害，功能单一，很难满足系统的整体要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种适用于雷达系统的大功率探测的X波段双通道发射机。
本实用新型的技术方案是：
一种X波段双通道发射机，包括依次连接的定向耦合器、推动级放大器以及可切换的两路分时输出通道，每一路输出通道上依次设置隔离器、一分二功分器、末级功率放大电路组、合路器、隔离器以及耦合器；外部射频输入信号经过定向耦合器后，送入推动级放大器进行信号放大；分别经过两路输出通道最终经相应的隔离器实现两路射频输出，同时两路射频输出信号还通过耦合器输出耦合输出信号。
较佳的，两路分时输出通道根据控制信号高、低电平进行切换输出。
较佳的，所述定向耦合器的规格如下：
工作频率及带宽：X频段f-35～f80；
损耗：≤0.3dB；
耦合度：10dB±1dB；
输入、输出驻波比：VSWR≤1.3。
较佳的，所述推动级放大器在输入功率+5dBm时，输出功率33dBm，高低温增益变化±1dB。
较佳的，每一路输出通道上的隔离器输出端通过微带输出组件实现射频输出，所述微带输出组件的插入损耗小于0.2dB。
较佳的，所述末级功率放大电路组的每个放大器均采用30W GaN MMIC功率放大器，功率增益≥18dB，单路功率≥45.5dBm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本实用新型具有可切换的两路分时输出通道，具有分时输出的特点，并且两路分时输出通道按照控制信号的高、低电平进行切换输出，切换速度快，不易出错，可靠性高。进一步的，每一路输出通道上的隔离器输出端通过微带输出组件实现射频输出，微带输出组件的插入损耗小于0.2dB，具有小电流功耗，末级功率放大电路组的每个放大器均采用30WGaN MMIC功率放大器，功率增益≥18dB，单路功率≥45.5dBm，功能集成度高的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型的连接简化示意图；
图2为本实用新型的结构原理示意图；
其中附图标号含义：
1-定向耦合器，2-推动级放大器，3-隔离器，4-隔离器，5-一分二功分器，6-一分二功分器，7-末级功率放大电路组，8-末级功率放大电路组，9-末级功率放大电路组，10-末级功率放大电路组，11-合路器，12-合路器，13-隔离器，14-隔离器，15-耦合器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型所解决的技术问题是提供一种适用于雷达系统的大功率探测，具有功率双通道切换输出，实现功放状态检测及保护功能等优点的X波段双通道发射机。
如图1、图2所示，一种X波段双通道发射机，包括定向耦合器1、推动级放大器2、隔离器3、隔离器4、一分二功分器5、一分二功分器6、末级功率放大电路7、末级功率放大电路8、末级功率放大电路9、末级功率放大电路10、合路器11、合路器12、隔离器13、隔离器14、耦合器15。
外部射频输入信号经过定向耦合器1后，送入推动级放大器2进行信号放大，原理是小信号输入，两路分时输出，受输出通道切换信号控制。输出通道切换信号高电平，通道一输出，输出通道切换信号高电平，通道二输出。具有转换速度快，功耗小，输出功率高等特点。有功分和放大的功能，两路之间隔离度高。
通道一信号经过隔离器3由一分二功分器5分成两路信号后，分别送入末级功率放大电路7和末级功率放大电路8，放大后的两路信号由合路器11合成后经隔离器13输出。
通道二信号经过隔离器4由一分二功分器6分成两路信号后，分别送入末级功率放大电路9和末级功率放大电路10，放大后的两路信号由合路器12合成后经隔离器14输出。
两路射频输出信号通过耦合器15输出耦合输出信号。
以下再进一步介绍主要模块的选型设计：
a.定向耦合器定制要求驻波好，平坦度高，带宽长，方向性好，损耗小的优势。前级耦合模块规格如下：
工作频率及带宽：X频段f-35～f80；
损耗：≤0.3dB；
耦合度：10dB±1dB；
输入、输出驻波比：VSWR≤1.3；
定向耦合器驻波可以保证整机驻波的可靠性，损耗小为推动提供了最大能力的激励信号，高低温也有效的保证了各个指标的要求。
b.推动级放大器
放大器是，小信号输入，两路大信号分别输出。具有转换速度快，功耗小，输出功率高等特点。有功分和放大的功能，两路之间隔离度高。
推动级放大器2在输入功率+5dBm时，输出功率33dBm，高低温增益变化±1dB。通过改变输入功率，可以保证输出功率高低温≥33dBm。
c.末级功率放大器
末级功率放大器设计分6级第一级为两路隔离器，插入损耗小于0.2dB；
第二级为两个两路功分器，插入损耗0.2dB；
第三级为4路30W GaN MMIC功率放大器，功率增益≥18dB，单路功
率≥45.5dBm；
第四级为两个两路合成器，插入损耗0.2dB；
第五级为两路隔离器，插入损耗小于0.2dB；
第六级为微带输出组件，插入损耗小于0.2dB；
当输入脉冲功率为+32dBm时，经过第一级功分器、第二级隔离器，输入第三级A4、A5、A6、A7的功率为30dBm。第三级4个放大器处于饱和工作状态，饱和压缩2dB，单路功率≥45.4dBm；
经过第四级合成器、第五级隔离器、第六级同轴输出，输出功率≥47dBm(不计合成效率)；
脉冲电源控制电路采用大容量的储能电容及高速MOSFET驱动器和MOSFET功率开关，保证了对电源开启及关断时间的要求，且电源反应时间在100ns以内，如果在射频激励信号内加同周期调制套脉冲，上升时间和下降时间反应速度在15ns左右，优于之前提出的开关上升/下降时间300ns的指标要求。
脉冲电源信号流程为：外部的同步信号TTL高电平输入，经过高速MOSFET驱动器后，触发MOSFET功率开关栅极，使微波通道的各个功率放大管工作；当TTL呈低电平后，激励三极管无信号放大，高速MOSFET驱动器不工作，无高电平，MOSFET功率开关栅极无触发信号，微波通道的各个功率放大管处于截止状态，微波通道停止工作。
当脉冲电源正常输入后，高速MOSFET驱动器工作电压正常，可以输入信号进行系统工作；当脉冲电源某组不正常，保护电路比较无输出电压限制脉冲信号呈现低电平，无法打开脉冲驱动器，提供给高速MOSFET驱动器的电压无输出，进而使末级MOSFET功率开关处于断开状态，保护微波通道各功率放大管，防止未加栅压而损害器件。
综上，本实用新型具有体积小、耗电流小、分时输出，可靠性高等特点，适用于各种同频段雷达系统的大功率探测，具有小电流功耗，功能集成度高等优点，可广泛应用于机载、舰载、车载及弹载等军民用装备中。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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申请各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.X波段双通道发射机，其特征在于：包括依次连接的定向耦合器(1)、推动级放大器(2)以及可切换的两路分时输出通道，每一路输出通道上依次设置隔离器(3，4)、一分二功分器(5，6)、末级功率放大电路组(7、8，9、10)、合路器(11，12)、隔离器(13，14)以及耦合器(15)。
2.根据权利要求1所述的X波段双通道发射机，其特征在于：两路分时输出通道根据控制信号高、低电平进行切换输出。
3.根据权利要求1所述的X波段双通道发射机，其特征在于：所述定向耦合器(1)的规格如下：
工作频率及带宽：X频段f-35～f80；
损耗：≤0.3dB；
耦合度：10dB±1dB；
输入、输出驻波比：VSWR≤1.3。
4.根据权利要求1所述的X波段双通道发射机，其特征在于：所述推动级放大器(2)在输入功率+5dBm时，输出功率33dBm，高低温增益变化±1dB。
5.根据权利要求1所述的X波段双通道发射机，其特征在于：每一路输出通道上的隔离器输出端通过微带输出组件实现射频输出，所述微带输出组件的插入损耗小于0.2dB。
6.根据权利要求1所述的X波段双通道发射机，其特征在于：所述末级功率放大电路组的每个放大器均采用30W GaN MMIC功率放大器，功率增益≥18dB，单路功率≥45.5dBm。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115865120A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-28 | 北京无线电测量研究所 | 一种收发模块 |
| WO2025214051A1 (zh) * | 2024-04-12 | 2025-10-16 | 中兴通讯股份有限公司 | 功率放大器、射频模块及基站 |
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2020
- 2020-06-09 CN CN202021048885.XU patent/CN211453935U/zh active Active
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