[实用新型]多模块X波段固态发射机大功率混合合成电路

说明书

一种多模块X波段固态发射机大功率混合合成电路，适用于微波万瓦级、毫米波千瓦级合成，包括：驱动模块，用于对输入信号进行初级功率放大；合成网路模块，包括两个一分N波导功分器以及连接于两个一分N波导功分器之间的N个功放模块；检波模块，用于对通过微带耦合对合成网路模块输出的信号进行检波，监测输出功率。包含芯片级合成和模块级合成两个层次，芯片级合成通过平面电路将多个芯片合成于一个功率模块之内，构成单元功率模块，模块级合成通过波导合成网络对单元功率模块进行再次合成，实现通过1个驱动模块和8个400W功放模块通过波导功分器/合成器进行大功率合成，最终可输出功率大于3000W。

技术领域

本实用新型属于微波通信领域，尤其与一种多模块X波段固态发射机大功率混合合成电路结构有关。

背景技术

发射机作为雷达系统中的重要组成部分，主要功能是实现电磁波信号的功率放大。现有发射机大部分仍然为电真空管发射机，存在寿命短、可靠性差、重量重、后期维护成本高等缺点。随着技术的发展，出现了性能更加优越的固态发射机，采用固态半导体器件实现射频信号源功率放大，目前普遍采用GaAs（砷化镓）和GaN（氮化镓）的微波芯片功放管。

固态发射机具有工作电压低、可靠性高，寿命长，维修方便等特点，但是GaAs（砷化镓）和GaN（氮化镓）的微波芯片功放管单只器件的输出功率较低，不能直接取代电真空管，只能采用多次功率合成的方式才能替代电真空管发射机。

传统的平面功率合成电路通常由Willkinson电桥或Lange耦合器等3dB电桥构成，这类方案结构简单、易于实现。但在高频段，平面的介质损耗较大，随着合成路数的增加，合成效率急剧下降，不适用于毫米波频段的大功率多路高效合成；而如缝隙波导功率合成、波导鳍线阵列合成器等波导内功率合成可以提高合成效率，但这类结构构造复杂，加工工艺高，且受其工作原理的限制，工作频段不宽。

实用新型内容

为解决上述相关现有技术不足，本实用新型一种多模块X波段固态发射机大功率混合合成电路，适用于微波万瓦级、毫米波千瓦级合成，包含芯片级合成和模块级合成两个层次，芯片级合成通过平面电路将多个芯片合成于一个功率模块之内，构成单元功率模块，模块级合成通过波导合成网络对单元功率模块进行再次合成，实现通过1个驱动模块和8个400W功放模块通过波导功分器/合成器进行大功率合成，最终可输出功率大于3000W。

为了实现本实用新型的目的，拟采用以下方案：

一种多模块X波段固态发射机大功率混合合成电路，包括：依次连接的驱动模块、合成网络模块、检波模块；

驱动模块，用于对输入信号进行初级功率放大；

合成网路模块，包括两个一分N波导功分器以及连接于两个一分N波导功分器之间的N个功放模块，N为≥2的整数，一分N波导功分器的一端具有一个接口，另一端具有N个接口，其中：

一个一分N波导功分器一端的一个接口连接驱动模块的输出端，另一端的N个接口分别连接N个功放模块的输入端，用于将驱动模块输出的初级功率放大后的信号均分为N路分别输入N个功放模块；

功放模块，用于对输入的信号进行波导转微带，并进行一次功率放大后分为两路分别再进行一次功率放大，然后合成一路，并经耦合检波后进行微带转波导并输出；

另一个一分N波导功分器另一端的N个接口分别连接N个功放模块的输出端，用于将N个功放模块的输出信号进行合成一路后通过另一个一分N波导功分器一端的一个接口输出；

检波模块，用于对通过微带耦合对合成网路模块输出的信号进行检波，监测输出功率。

进一步，所述合成电路还包括控制模块；控制模块分别与驱动模块、合成网络模块的各功放模块、检波模块连接，用于对驱动模块、各功放模块的输入输出功率进行检测，并对检波模块检测的功率信号进行判断，快速定位异常部件，并用于检测所述合成电路的电流、电压，并进行过流、过压保护。