[发明专利]相控阵雷达TR组件电源

说明书

本发明提出的一种相控阵雷达TR组件电源，旨在提供一种可靠性高，集成度高，安装、维护、升级扩容方便的TR组件电源。本发明通过下述技术方案予以实现：前端带有弓形拉手的电源模块(8)通过电源机箱前面板(1)上线阵排列的矩形窗口，以行列的方式并排在电源机箱底板(4)的模块通道上，带有连接器的尾端插入模块盲插连接器(13)，模块盲插连接器通过连接背板(7)连接于固定在电源机箱后面板(5)上的电源输入输出连接器(12)用于直流电源输出，主控板(9)一端通过高速排线与人机交互面板(10)相连接，另一端通过连接背板与插入模块盲插连接器的电源模块(8)相连接，完成从一路高压交流供电到多路低压直流用电的可靠稳定转换。

技术领域

本发明涉及相控阵雷达的TR组件电源。

背景技术

相控阵雷达的一个最重要形态特点是TR组件通道规模巨大，其TR组件的通道数可达成千数万个。相控阵雷达TR组件供电电源有其特殊性，一个TR组件平均功率约为一百多瓦，一部雷达往往需要一百多个甚至数百上千个TR组件，电源总功率达十余千瓦至几百千瓦，而工作电压仅为几十伏，故属于低压大电流工作模式电源，其中电源模块的功能主要是把来自市电或油机电源的220V交流电源可靠地转换成多路TR组件需要的直流低压电源。为了保证结构紧凑，便于实现，相控阵雷达设计时通常会将几十个TR组件通道集成设计在一个子阵模块内，该子阵模块通过一路直流电源进行设备供电。

由于相控阵雷达多要求TR组件电源在恶劣的工作环境中具有极高的可靠性，每个组件对电源的功率、纹波、体积、重量、维修时间均有严格要求。相控阵雷达TR组件通道数量巨大，为了保证相控阵雷达的作用有效性，就需要尽量多的TR组件通道参与波束形成与指向，这就要求各个TR组件电源之间具备故障隔离功能，某个TR组件通道的电源故障不能影响其他通道TR组件的正常工作。相控阵雷达一般要求7*24h全天工作，所以当单个TR组件通道电源故障需要维修更换时，不能停机影响其他通道的正常工作，故障电源模块更换后需要能够立即恢复该通道TR组件的工作状态参与雷达系统工作，这就要求电源模块具备热插拔维修更换功能。

由于总功率比较大，受到体积、重量和工作环境条件等诸多因素的限制，整个组件电源要解决的技术难题很多。因此，相控阵雷达TR组件电源系统是相控阵雷达的关键系统之一，电源设计的合理性，高可靠性、高功率密度很重要。国内目前对TR组件的供电方式，常采用集中供电的方式，即由一个大功率的低压电源给众多的TR组件供电。该电源可以是单个大功率开关电源，也可以通过几个功率稍小的开关电源组件并联均流来实现。采用单个大功率电源供电，虽然其成本会比采用多个较小功率的电源给出相同功率的供电系统降低很多，但是，如果单个电源发生故障，整个发射机系统均会失效。因此，从提高雷达系统的可靠性和可维修性方面考虑，一般采用多个电源模块组件独立供电，并且允许在某个电源组件出现故障时，整个雷达系统其他通道仍能正常工作。

为了解决电源的设计难度，现有技术通常采用集中供电的方式对TR组件供电。集中电源系统往往是为某种应用而设计，电源的输出电压和负载电流能力是确定的，扩展能力较差。集中式电源系统是指在一个电子系统或电子设备中，电源作为一个独立的部件出现，该部件模块只有一级AC/DC或DC/DC功率交换器将输入电压变换成系统所需的直流电压，然后通过直流输电线路将各种电压传送给不同的用电负载。在集中供电中，所有的组件由同一个电源供电，虽然有利于雷达精度的提高，但也存在一定的不足，一方面，大功率低压电源本身的设计难度大、调试复杂，另一方面，集中供电也带来热管理、电磁兼容等方面的问题，并且集中式电源发生故障时，整个系统要停机，一旦电源出现故障将引起整个系统瘫痪，因此可靠性差，而且系统重构成本高、系统效率低，负载效应差，对散热装置的要求也更加苛刻，若负载电流发生跃变，输出端将产生电压偏差，有时偏差过大，电源系统调整确实存在困难。典型的集中式电源系统，尤其是在低电压大电流的情况下，将导致直流输电线路损耗加大、负载效应变差、整个电源系统效率降低。它很难适应不同负载的需要。尽管集中电源系统有这么多的缺点，但由于电源系统结构简单、成本低，因此至今仍然是应用较广泛的一种电源结构。