具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200w高效固態(tài)微波源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，包括壓控振蕩器、壓控衰減模塊、一級功放、二級功放、末級功放、耦合腔體、負(fù)載、檢測電路和控制電路九個部分。本實用新型針對諧振點變化的腔體負(fù)載，通過實時監(jiān)測反射功率來及時調(diào)整頻率和入射功率，以達到最佳的耦合效果。本實用新型采用的LDMOS微波功率放大芯片，相比于傳統(tǒng)的磁控管，具有較小的體積，同時效率可以達到75%以上。
【專利說明】具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及射頻【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源。

【背景技術(shù)】
[0002]科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促使著射頻應(yīng)用越來越多的深入人們生活的各個方面，LDMOS高效微波功率管技術(shù)的發(fā)展以及價格的逐步走低也促進著這一趨勢的發(fā)展。射頻應(yīng)用無疑將在一些領(lǐng)域取代現(xiàn)有技術(shù)成為未來的主流。在一些應(yīng)用場合，射頻負(fù)載的諧振點并不是一成不變的，而是隨著負(fù)載特性的變化而變化，這時候就需要微波源及時的調(diào)整輸出頻率和功率，以達到最佳的耦合效果。
[0003]常規(guī)的百瓦級別的微波源采用的是磁控管技術(shù)，磁控管體積龐大，而且隨著LDMOS微波功率管技術(shù)的成熟，現(xiàn)有的LDMOS微波功率管在成本以及效率方面相比于磁控管有著很大的優(yōu)勢。固態(tài)微波源技術(shù)將成為未來大功率微波技術(shù)發(fā)展的主流。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0006]具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，其特征在于:包括壓控振蕩器、壓控衰減模塊、一級功放、二級功放、末級功放、耦合腔體、負(fù)載、檢測電路、控制電路，所述壓控振蕩器的信號輸出端與壓控衰減模塊輸入端連接，壓控衰減模塊輸出端與一級功放信號輸入端連接，一級功放信號輸出端與二級功放信號輸入端連接，二級功放信號輸出端與末級功放信號輸入端連接，末級功放信號輸出端與耦合腔體連接，負(fù)載固定在耦合腔體表面，末級功放信號輸出端還與檢測電路信號輸入端連接，檢測電路信號輸出端與控制電路信號輸入端連接，控制電路信號輸出端分別與壓控振蕩器、壓控衰減模塊的控制端連接。
[0007]所述壓控衰減模塊核心采用含有4個二極管的Pi型壓控衰減芯片，具有大動態(tài)衰減范圍、優(yōu)良的線性度，所述衰減芯片可以選用HSMP-3866、HSMP-3816.
[0008]所述一級功放核心采用GaAs HBT型微波功率放大芯片SXA-389B或CGA6618Z，最大輸出功率0.25W，增益18-20dB。
[0009]所述二級功放核心采用LATERAL N-CHANNEL MOSFET型微波功率放大芯片MW6S004NT1，最大輸出功率4W，增益18_20dB。
[0010]所述末級功放由LDMOS型微波功率放大器構(gòu)成，末級功放最大輸出功率200W，增益 19-21dB。
[0011 ] 所述檢測電路采用定向耦合器結(jié)構(gòu)。
[0012]所述控制電路基于單片機構(gòu)建而成。
[0013]所述負(fù)載適用于微波激發(fā)的含有金鹵素的石英泡殼以及其可以采用微波激發(fā)的載體。
[0014]本實用新型中，檢測電路采用獨特的定向耦合器結(jié)構(gòu)，以實時檢測末級功放進入耦合腔體中的入射功率和耦合腔體反射給末級功放的反射功率。并將檢測到的入射及反射功率信號轉(zhuǎn)換為電壓信號后傳送至控制電路，控制電路根據(jù)檢測電路輸出的電壓信號，采用模擬電壓控制調(diào)節(jié)來實時調(diào)節(jié)壓控振蕩器和可控衰減。
[0015]微波能量通過耦合腔體進入負(fù)載，由于負(fù)載的諧振點變化，就需要及時的調(diào)整微波頻率。本實用新型可以實時檢測反射功率，一旦反射功率過大，一方面要通過壓控衰減模塊來降低入射功率，保證微波源的安全。同時也要通過壓控振蕩器來調(diào)節(jié)微波頻率，以達到諧振頻率。同時本實用新型采用LDMOS微波功率放大器作為末級功放，相比于傳統(tǒng)的磁控管，具有較小的體積，同時效率可以達到75%以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0017]參見圖1所示，具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，其特征在于:包括壓控振蕩器、壓控衰減模塊、一級功放、二級功放、末級功放、耦合腔體、負(fù)載、檢測電路、控制電路，所述壓控振蕩器的信號輸出端與壓控衰減模塊輸入端連接，壓控衰減模塊輸出端與一級功放信號輸入端連接，一級功放信號輸出端與二級功放信號輸入端連接，二級功放信號輸出端與末級功放信號輸入端連接，末級功放信號輸出端與耦合腔體連接，負(fù)載固定在耦合腔體表面，末級功放信號輸出端還與檢測電路信號輸入端連接，檢測電路信號輸出端與控制電路信號輸入端連接，控制電路信號輸出端分別與壓控振蕩器、壓控衰減模塊的控制端連接。
[0018]一級功放核心采用GaAs HBT型微波功率放大芯片SXA-389B或CGA6618Z，最大輸出功率0.25W，增益18-20dB。
[0019]二級功放核心采用LATERAL N-CHANNEL MOSFET型微波功率放大芯片MW6S004NT1，最大輸出功率4W，增益18-20dB。
[0020]末級功放由LDMOS微波功率放大器構(gòu)成，末級功放最大輸出功率200W，增益19-21dB。
[0021]檢測電路采用定向耦合器結(jié)構(gòu)。
[0022]控制電路基于單片機構(gòu)建而成。
[0023]具體實施例
[0024]本實用新型包括壓控振蕩器、壓控衰減模塊、一級功放、二級功放、末級功放、耦合腔體、負(fù)載、檢測電路和控制電路九個部分。VCO以及壓控衰減模塊均采用模擬電壓控制調(diào)節(jié)。壓控衰減模塊最大衰減可以達到-40dB。VCO采用的分立元件搭建，具有很好的頻譜純度。
[0025]該實例中一級功放最大輸出功率0.25W,增益18_20dB。二級功放最大輸出功率4W,增益 18-20dB。
[0026]該實施例中末級功放最大輸出功率200W，增益19_21dB，末級功放采用LDMOS微波功率放大器。選取合適的匹配網(wǎng)絡(luò)，末級功放效率可以達到75%甚至更高。
[0027]該實施例中，一級功放、二級功放與末級功放之間通過微帶線、電容、電感實現(xiàn)匹配。
[0028]該實施例中，負(fù)載可以是諧振點變化的負(fù)載。
[0029]該實施例中，檢波電路采用了獨特的耦合結(jié)構(gòu)，該檢波電路具有較好的隔離度和方向性，可以很好的區(qū)分入射功率和反射功率。檢波電路輸出為電壓信號，控制電路對這些信號進行判斷，一旦反射功率過大，會及時的調(diào)整頻率，直到找到反射功率最低的諧振點。控制電路采用單片機完成這樣的判斷功能。控制電路輸出調(diào)頻和調(diào)幅兩路電壓信號，這兩路信號通過控制壓控振蕩器和可控衰減來調(diào)節(jié)微波功率源的頻率和幅度。
【權(quán)利要求】
1.具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，其特征在于:包括壓控振蕩器、壓控衰減模塊、一級功放、二級功放、末級功放、耦合腔體、負(fù)載、檢測電路、控制電路，所述壓控振蕩器的信號輸出端與壓控衰減模塊信號輸入端連接，壓控衰減模塊信號輸出端與一級功放信號輸入端連接，一級功放信號輸出端與二級功放信號輸入端連接，二級功放信號輸出端與末級功放信號輸入端連接，末級功放信號輸出端與耦合腔體連接，負(fù)載固定在耦合腔體表面。
2.末級功放信號輸出端還與檢測電路信號輸入端連接，檢測電路信號輸出端與控制電路信號輸入端連接，控制電路信號輸出端分別與壓控振蕩模塊、壓控衰減模塊的控制端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，其特征在于:所述壓控衰減模塊核心采用含有4個二極管的Pi型壓控衰減芯片，具有大動態(tài)衰減范圍、優(yōu)良的線性度，所述衰減芯片可以選用HSMP-3866、HSMP-3816.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，其特征在于:所述一級功放核心采用GaAs HBT型微波功率放大芯片SXA-389B或CGA6618Z，最大輸出功率 0.25W，增益 18-20dB。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，其特征在于:所述二級功放核心采用LATERAL N-CHANNEL MOSFET型微波功率放大芯片MW6S004NT1，最大輸出功率4W，增益18-20dB，。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，其特征在于:所述末級功放由LDMOS型微波功率放大器構(gòu)成，末級功放最大輸出功率200W，增益19-21dB。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，其特征在于:所述檢測電路采用定向耦合器結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，其特征在于:所述控制電路基于單片機構(gòu)建而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的200W高效固態(tài)微波源，其特征在于:所述負(fù)載適用于微波激發(fā)的載體。
【文檔編號】H03L7/099GK204068931SQ201420312349
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】朱梁, 賈華, 彭承堯, 單家芳, 劉甫坤 申請人:單家芳, 劉甫坤