[实用新型]一种全固态多路合成微波功率雷达发射机

说明书

技术领域

本实用新型涉及雷达发射技术，特别是一种全固态多路合成微波功率雷达发射机。

背景技术

某型号雷达发射机要求输出连续波功率达到200W以上，而且要同时满足结构体积紧凑、效率高、频谱纯度高、可靠性高、具备各种自适应保护功能等要求。

目前，某些真空器件单管的输出功率能满足要求，但其体积较大，而且可靠性不高，传统的单管固态功率放大器输出的功率太小，不能满足设计要求。

发明内容

针对上述现有技术方案存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种全固态多路合成微波功率雷达发射机。

为此，本实用新型提供的全固态多路合成微波功率雷达发射机包括功分器、至少两个功放模块、合成器和控制母板；

所述功分器将发射机的输入信号均分为等幅同相的多路信号，并将该多路信号输入至各功放模块，每个功放模块接收到一个信号；

所述功放模块对接收到的信号进行放大，将放大后的信号传输给合成器；

所述合成器对多路放大后的信号进行功率合成，合成后的信号为发射机的输出信号；

所述控制母板控制各功放模块工作。

所述功放模块还对自身的工作情况进行检测，并依据检测结果向所述合成器发出驱动控制信号；所述合成器根据接收到的驱动控制信号对多路放大后的信号进行功率合成或者对多路放大后的信号中的部分信号进行功率合成，该部分信号是由未发生故障的功放模块输出。

所述功放模块包括信号放大电路和控制电路，所述信号放大电路对信号依次进行三级放大，经放大后的信号输入至合成器；所述控制电路对信号放大电路的功率、驻波、电压和电流进行检测并根据检测结果判断功放模块工作是否发生故障，并根据检测结果向合成器发出驱动控制信号；

所述合成器包括：

多个微波信号输入端：用于输入微波信号；

一个微波信号输出端：用于输出合成后的微波信号；

多个合成支路：多个合成支路并联，每个合成支路连接一微波信号输入端，每个合成支路上连接至少一个第一PIN二极管，所述第一PIN二极管的负极接地，正极与合成支路连接；

一个合成主路：多个合成支路并联后通过该合成主路与微波信号输出端连接，合成主路上连接一阻抗匹配电路，所述阻抗匹配电路包括第二PIN二极管和微带线，该第二PIN二极管的负极接地，正极通过微带线与合成主路连接；

一个多路驱动控制信号输入端：用于接收驱动控制信号，所述驱动控制信号用于控制合成支路的关断与开通，所述第一PIN二极管的正极连接一驱动控制信号；所述第二PIN二极管的正极连接一驱动控制信号。

所述信号放大电路包括依次电连接的带通滤波器、一级放大器、π型衰减网络、第二级放大器、隔离器和GaN功放，其中GaN功放与合成器的输入端连接。

所述控制电路包括第一FPGA芯片、电源检测模块、驻波功率检测模块和温度传感器，所述电源检测模块、驻波功率检测模块和温度传感器均与第一FPGA芯片的输入端连接，第一FPGA芯片的输出端与合成器的多路驱动控制信号输入端连接。

所述第一PIN二极管的正极与多个合成支路并联T型节的信号传输距离为四分之一波长；所述微带线的长度为四分之一波长；所述微带线与多个合成支路并联T型节的信号传输距离为四分之一波长。

所述合成支路上连接一个第一PIN二极管，所述第一PIN二极管与合成支路的连接点两边连接有隔直电容。

所述控制母板还可控制发射机在紧急情况下强制打开。

所述控制母板包括第二FPGA芯片、EMI滤波电路和隔离驱动电路，各功放模块和隔离驱动电路均与第二FPGA芯片连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型的多个功放模块完全相同的可以互换的模块，用来放大由功分器提供的输入信号到一定的功率后输出给合成器，同时和控制母板进行通讯。模块主要由信号放大部分和控制部分组成，信号放大部分采用了GaN功放，提高了效率；控制部分设计了故障检测和故障定位电路，提高了各模块的自适应能力和快速查找故障的能力。

（2）本实用新型发射机中合成器用来将多个功放模块提供的射频信号进行功率合成，然后输出，该合成器具有故障自适应功能，如果其中一路输入信号发生故障，则该合成器会自动切换内部的微波开关，使正常的输入信号无损耗的全部在合成器的输出端口输出，避免了正常信号传输给损坏端口，造成功率浪费，提高了合成效率。