[发明专利]一种新型X波段全固态发射机

说明书

本发明公开了一种新型X波段全固态发射机，涉及微波测量技术领域，包括馈电网络以及依次相连的两级GaAs功率放大器、第一放大模块、微带隔离器、第一微带耦合器、第一同轴波导转换器、第二放大模块、波导双定向探针耦合器和波导环形/隔离器，第一级GaAs功率放大器的输入端作为全固态发射机的输入端接入射频信号，波导环形/隔离器的输出端作为全固态发射机的输出端连接天线端口；馈电网络用于给两级GaAs功率放大器、第一放大模块和第二放大模块供电，输入至全固态发射机的微小射频信号经过两级GaAs功率放大器、第一放大模块和第二放大模块的四级放大输出高功率射频信号，通过两组功率分配/合成器确保高功率器件具有较好的功率合成效率。

技术领域

本发明涉及微波测量技术领域，尤其是一种新型X波段全固态发射机。

背景技术

微波固态放大器与电真空功率放大器相比具有显著的优点：高可靠性，寿命长，微波固态放大器的单管寿命在百万小时左右，而电真空放大器只有数千小时；低电压工作，微波固态放大器所用的电源电压一般都低于50V，操作很安全，体积小，结构简单。故受到更多雷达发射机研制者和用户的青睐。

我国于上世纪七十年代初就开始了全固态雷达发射机的研制，经过近50年的努力，至今已有多种全固态雷达发射机投入使用。目前，工作频率在S波段及以下频段，全固态雷达发射机已逐渐占据主导地位，其设计技术已趋于成熟。但在频率高端，大功率发射机仍以真空管发射机为主。过去，国内X波段固态功率放大器采用的功率管主要是GaAs FET功率管，大功率放大器的设计技术主要是GaAs FET放大器设计技术和功率合成设计技术，但受GaAs FET功率管工作电压的限制，输出功率量级相对较低，同时受工艺水平和成本的影响，国内大功率的固态发射机的研究远落后于国外，固态放大器只是部分应用于有源相控阵雷达和作为电真空发射机的推动级，传统的大功率固态发射机的体积大，效率低，电路结构复杂，输出能力相对较低。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种新型X波段全固态发射机，基于GaN FET功率管、放大器和功率合成设计技术，设计了一种新型X波段400W微波全固态发射机。

本发明的技术方案如下：

一种新型X波段全固态发射机，包括馈电网络以及依次相连的两级GaAs功率放大器、第一放大模块、微带隔离器、第一微带耦合器、第一同轴波导转换器、第二放大模块、波导双定向探针耦合器和波导环形/隔离器，第一级GaAs功率放大器的输入端作为全固态发射机的输入端接入射频信号，波导环形/隔离器的输出端作为全固态发射机的输出端连接天线端口；馈电网络用于给两级GaAs功率放大器、第一放大模块和第二放大模块供电，第一同轴波导转换器用于将微带转换成波导，输入至全固态发射机的微小射频信号经过两级GaAs功率放大器、第一放大模块和第二放大模块的四级放大输出高功率射频信号。

其进一步的技术方案为，第一放大模块包括3dB输入电桥、3dB输出电桥和GaN功率放大器，GaN功率放大器Ⅰ的输入端连接3dB输入电桥的第一输出端，GaN功率放大器Ⅱ的输入端连接3dB输入电桥的第二输出端，3dB输入电桥的输入端连接第二级GaAs功率放大器，GaN功率放大器Ⅰ的输出端连接3dB输出电桥的第一输入端，GaN功率放大器Ⅱ的输出端连接3dB输出电桥的第二输入端，3dB输出电桥的输出端连接微带隔离器；

第二放大模块包括波导功分器、波导功合器以及两路依次相连的第二同轴波导转换器、输入匹配电路、GaN功率管、输出匹配电路、第二微带耦合器和第三同轴波导转换器，波导功分器的输入端连接第一同轴波导转换器，波导功分器的两个输出端分别连接第二同轴波导转换器，第二同轴波导转换器用于将波导转换成微带，波导功合器的两个输入端分别连接第三同轴波导转换器，第三同轴波导转换器用于将微带转换成波导，波导功合器的输出端连接波导双定向探针耦合器。