S頻段1000W固態(tài)功放的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、固態(tài)功率放大器（SSPA）因?yàn)槠淇煽啃愿?、壽命長(zhǎng)、體積小、效率高、線性度好等優(yōu)點(diǎn)[1]，已廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、雷達(dá)、廣播電視、移動(dòng)通信等電子系統(tǒng)中。大功率固態(tài)放大器作為一個(gè)復(fù)雜的電子設(shè)備，涉及到結(jié)構(gòu)散熱、微波功率放大、監(jiān)視控制等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，研制難度較大。本文研究的目的是結(jié)合工程項(xiàng)目應(yīng)用的需要，設(shè)計(jì)、研制S頻段、1000W固態(tài)高功率放大器樣機(jī)，主要研究工作如下：
　　1分析了課題研制大功率放大器的需求背景，對(duì)比了大功率真空器件放大

2、器和大功率固態(tài)放大器的優(yōu)缺點(diǎn)[2]，研究了國(guó)內(nèi)外大功率固態(tài)放大器的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了研制大功率固態(tài)放大器的重要意義，提出了固態(tài)高功放研制的具體要求。
　　2在系統(tǒng)層面對(duì)固態(tài)高功率放大器的整體架構(gòu)、功率增益分配、失效影響、結(jié)構(gòu)散熱、噪聲抑制等方面進(jìn)行了研究、分析，劃分出各功能分機(jī)，并對(duì)各分機(jī)提出了具體的技術(shù)要求。本固態(tài)高功放采用1：1備份方式工作，整機(jī)主要由S頻段固態(tài)高功放A機(jī)、B機(jī)和開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)及控制單元等三部分組成，總增益≥70dB，

3、輸出功率≥1000W。單套高功放輸出功率由8個(gè)160W固態(tài)功放單元輸出合成實(shí)現(xiàn)，采用強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱。
　　3對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各分機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)與監(jiān)控單元、功放單元、功率分配與合成網(wǎng)絡(luò)[3]、開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)及控制單元，以及各分機(jī)內(nèi)部模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，重點(diǎn)對(duì)其中的末級(jí)功放單元和大功率徑向波導(dǎo)合成器的電路設(shè)計(jì)、軟件仿真分析、結(jié)構(gòu)散熱的研究、設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了深入介紹。功率放大電路主要采用性?xún)r(jià)比較高的 LDMOS集成功率放大器和場(chǎng)效應(yīng)管。各分機(jī)設(shè)計(jì)了電壓、電流、

4、溫度、前向功率、返向功率等完備的監(jiān)測(cè)點(diǎn)和過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)電壓駐波比等保護(hù)電路，以縮短故障定位時(shí)間，提高設(shè)備安全性。采用大功率徑向波導(dǎo)合成器將8路功放單元的輸出信號(hào)進(jìn)行一次合成[4]，合成效率達(dá)到90％以上，承受連續(xù)波功率大于2kW。采用熱分析軟件對(duì)設(shè)備進(jìn)行了結(jié)構(gòu)熱設(shè)計(jì)，合理控制設(shè)備溫升，提高設(shè)備可靠性。
　　4給出了高功放主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試方法，并對(duì)研制的S頻段固態(tài)高功放設(shè)備進(jìn)行了聯(lián)調(diào)、測(cè)試。高功放輸出功率1175W，整機(jī)增益73.