[发明专利]一种C波段射频信号功率放大装置和方法

说明书

本发明公开了一种C波段射频信号功率放大装置，包括依次连接的前级放大模块、全高二功分器、合成放大模块、全高二功合器和合成输出模块；前级放大模块接收射频输入信号，对所述射频输入信号进行一次功率放大得到前级输出信号；全高二功分器将前级输出信号进行功率平分，得到功率平分后的两路信号；合成放大模块对功率平分后的两路信号分别同时进行二次功率放大，得到二次功率放大后的两路信号；全高二功合器将二次功率放大后的两路信号进行功率合成，得到合成输出信号；合成输入模块对所述合成输出信号进行耦合输出得到发射信号，并传输到发射天线；合成输出模块实时检测输出功率和发射功率；监控保护电路对检测的设备状态进行监测并保护。

技术领域

本发明涉及微波源技术领域，具体是一种C波段射频信号功率放大装置和方法。

背景技术

近年来，大功率微波的应用多种多样：卫星和空间平台供能、深空探测器测控通信、轨道飞行器高度改变推进系统等，无论哪一种应用都需要极大的功率支持。随着半导体材料和工艺的不断发展，微波器件的输出功率量级越来越大，虽然大功率器件的工作频率以及所能达到的功率越来越高，但限于器件的物理特性以及工艺水平，单个功放的输出功率仍是有限的，目前国内技术，单只功放管的输出功率只有几百瓦，因此为了实现万瓦级的高功率输出，必须要通过功率合成的方法来实现。但是在如此大的合成规模下，难以保持较高的合成效率，且多路合成时各路的一致性、各支路的相互隔离、合成网络的稳定性等问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种C波段射频信号功率放大装置，包括前级放大模块、全高二功分器、合成放大模块、全高二功合器、合成输出模块、辅助电源、冷却装置、通信控制模块、监控保护电路；

所述的前级放大模块、全高二功分器、合成放大模块、全高二功合器和合成输出模块依次连接；

所述前级放大模块接收射频输入信号，对所述射频输入信号进行一次功率放大得到前级输出信号；

所述全高二功分器将所述前级输出信号进行功率平分，得到功率平分后的两路信号；

所述合成放大模块对所述功率平分后的两路信号分别同时进行二次功率放大，得到二次功率放大后的两路信号；

所述全高二功合器将所述二次功率放大后的两路信号进行功率合成，得到合成输出信号；

所述合成输出模块对所述合成输出信号进行耦合输出得到发射信号，并传输到发射天线，所述合成输出模块实时检测输出功率和发射功率；

所述的辅助电源分别与所述前级放大模块、所述合成放大模块和所述冷却装置连接，进行AC/DC电源转换，为各个模块/系统提供所需直流电压；

所述冷却装置为C波段射频信号功率放大装置进行散热；

所述通信控制模块分别与所述前级放大模块、所述合成放大模块和所述合成输出模块通信连接，实时监测各个模块的运行状态；

所述监控保护电路对检测的设备状态进行监测并保护。

优选的，所述的前级放大模块接收射频输入信号，对所述射频输入信号进行一次功率放大得到前级输出信号具体包括：对所述射频输入信号进行预处理和信号驱动放大；

所述前级放大模块包括预处理单元和驱动放大单元；

所述预处理单元包括：双工开关A、双工开关B和激励放大组件；所述的激励放大组件包括激励放大组件A和激励放大组件B；

所述双工开关A接收射频输入信号，通过激励放大组件对信号进行预处理后，经双工开关B将预处理后的信号输出给驱动放大单元；

所述预处理单元与所述通信控制模块之间通信连接；当激励放大组件A和激励放大组件B中的任一个发生故障时，所述通信控制模块基于故障反馈信号控制双工开关将信号线路切换至未发生故障激励放大组件；