[实用新型]一种S波段固态功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子设备，尤其是一种S波段固态功率放大器。

背景技术

目前，在雷达模拟器设备中发射机单元主要有行波管发射机和固态放大器发射机两种，固态放大器发射机具有高可靠、高稳定性、长寿命、工作频带宽、开机迅速、操作简单安全以及故障软化等优点逐渐成为雷达系统中发射单元的主导发展方向。

对固态放大器发射机而言，为获得数千瓦甚至几十千瓦的功率输出，通常我们采用功率合成的方法，把多路较低功率的信号合成为所需要的大功率辐射信号，具体方法有两种：一是采用基于电路或波导的功率合成技术，将多路信号利用电路或波导的合成网络进行功率合成，再通过天线辐射出去，但由于合成网络本身存在功率损耗，会降低功率合成的效率；第二种方法是基于自由空间功率合成技术，通过采用空间功率合成天线，多路功率信号直接通过天线单元辐射到自由空间去，通过控制固态放大器各路辐射的相位，直接在自由空间合成定向辐射的大功率电磁波束，由于没有了合成网络的损耗，合成效率较高。是产生大功率电磁波辐射的有效途径。

在雷达模拟系统中，系统对辐射指标通常具有宽波束、输出功率达到40kW的要求，目前市场上通用的固态功率放大器往往不具备上述性能指标，同时其还具有设备体积过大，热功耗较高，合成效率较低等问题；并且雷达模拟器系统通常需要在宽达－55～60℃的温度范围与12Kpa的低气压的恶劣环境下工作，普通固态功率放大器在此环境下会出现打火、击穿等现象，从而影响雷达模拟系统的正常使用。

实用新型内容

本发明要解决的技术问题是提供一种固态功率放大器，其可以在达到雷达模拟系统性能指标要求的同时，可以实现小型化、低热功耗，并具有在恶劣环境下稳定工作的能力。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种S波段固态功率放大器，包括固态功率放大器本体、功放模块、天线模块与电源模块；所述功放模块由上层功放模块与下层功放模块组成，上下层功放模块均设有多个连接至天线模块的输出端口；所述天线模块由多个基本辐射体组成；所述S波段固态功率放大器设置有散热模块，所述散热模块设置于固态功率放大器的左右两侧。

作为本实用新型的一种改进，所述上层功放模块与下层功放模块均由驱动级放大器、调相功分器与多个末级功率放大器依次连接组成；所述末级功率放大器与输出端口一一对应连接。驱动级放大器由3级功率放大器逐级推动，以此来提供足够的功率驱动能力与足够的增益。所述驱动级放大器输入端设置有温度补偿模块。

作为本实用新型的一种改进所述上层功放模块与下层功放模块采用配相四路功分器，并设有4个末级功率放大器与其相连接；每个末级功率放大器均对应连接有一个输出端口。

作为本实用新型的另一种改进，所述天线模块由八个基本辐射体组成，所述基本辐射体采用微带偶极子天线，其采用4×2等间距分布形式排列。 

作为本实用新型的另一种改进，所述固态功率放大器左右两侧的散热模块分别为吹风散热模块与吸风散热模块，每个散热模块均由一个特种风机与多个散热块组成。

作为本实用新型的另一种改进，所述固态功率放大器左侧设有2块吹风散热模块，右侧设有1块吸风散热模块。

作为本实用新型的另一种改进，所述电源模块由设置在固态功率放大器内部的储能电源组、直流馈电板，以及与其相连的直流电源组成。

相比于现有技术，本实用新型具有如下优点：

1)      采用固态功率放大器，其在高温状态、低温低气压状态、振动状态和长时间工作状态都可获得较高的可靠性要；同时，由于固态功放输出最大功率较低，其内部电路不会有出现打火、击穿等问题；

2)      采用固态功率放大器，当固态功放有一路故障时，辐射信号不会中断，仅会造成辐射功率有所下降，故而使得固态功率放大器故障易于处理；

3)      通过将功放模块设置为上层功放模块与下层功放模块，简化了固态功率放大器的结构，并使得设备体积得以减小；

4)        通过在驱动级放大器输入端设置温度补偿模块，确保其增益起伏不大于－2～2dB，并以此确保各级放大器模块在－55～60℃的工作温度条件下静态工作电流稳定在0.3A～0.4A之间，从而固态功率放大器可在－55～60℃的工作温度条件下稳定工作；

5)        采用4×2等间距分布形式排列的天线模块，使得天线在空间内的半功率波束覆盖范围为20°×40°，在确保雷达模拟系统的辐射要求的同时，实现了天线布局方式的简化；