具备自适应调节功能的200w高效固态微波源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，包括压控振荡器、压控衰减模块、一级功放、二级功放、末级功放、耦合腔体、负载、检测电路和控制电路九个部分。本实用新型针对谐振点变化的腔体负载，通过实时监测反射功率来及时调整频率和入射功率，以达到最佳的耦合效果。本实用新型采用的LDMOS微波功率放大芯片，相比于传统的磁控管，具有较小的体积，同时效率可以达到75%以上。
【专利说明】具备自适应调节功能的200W高效固态微波源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及射频【技术领域】，具体是一种具备自适应调节功能的200W高效固态微波源。
【背景技术】
[0002]科学技术的发展促使着射频应用越来越多的深入人们生活的各个方面，LDMOS高效微波功率管技术的发展以及价格的逐步走低也促进着这一趋势的发展。射频应用无疑将在一些领域取代现有技术成为未来的主流。在一些应用场合，射频负载的谐振点并不是一成不变的，而是随着负载特性的变化而变化，这时候就需要微波源及时的调整输出频率和功率，以达到最佳的耦合效果。
[0003]常规的百瓦级别的微波源采用的是磁控管技术，磁控管体积庞大，而且随着LDMOS微波功率管技术的成熟，现有的LDMOS微波功率管在成本以及效率方面相比于磁控管有着很大的优势。固态微波源技术将成为未来大功率微波技术发展的主流。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，以解决现有技术存在的问题。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:
[0006]具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，其特征在于:包括压控振荡器、压控衰减模块、一级功放、二级功放、末级功放、耦合腔体、负载、检测电路、控制电路，所述压控振荡器的信号输出端与压控衰减模块输入端连接，压控衰减模块输出端与一级功放信号输入端连接，一级功放信号输出端与二级功放信号输入端连接，二级功放信号输出端与末级功放信号输入端连接，末级功放信号输出端与耦合腔体连接，负载固定在耦合腔体表面，末级功放信号输出端还与检测电路信号输入端连接，检测电路信号输出端与控制电路信号输入端连接，控制电路信号输出端分别与压控振荡器、压控衰减模块的控制端连接。
[0007]所述压控衰减模块核心采用含有4个二极管的Pi型压控衰减芯片，具有大动态衰减范围、优良的线性度，所述衰减芯片可以选用HSMP-3866、HSMP-3816.
[0008]所述一级功放核心采用GaAs HBT型微波功率放大芯片SXA-389B或CGA6618Z，最大输出功率0.25W，增益18-20dB。
[0009]所述二级功放核心采用LATERAL N-CHANNEL MOSFET型微波功率放大芯片MW6S004NT1，最大输出功率4W，增益18_20dB。
[0010]所述末级功放由LDMOS型微波功率放大器构成，末级功放最大输出功率200W，增益 19-21dB。
[0011 ] 所述检测电路采用定向耦合器结构。
[0012]所述控制电路基于单片机构建而成。
[0013]所述负载适用于微波激发的含有金卤素的石英泡壳以及其可以采用微波激发的载体。
[0014]本实用新型中，检测电路采用独特的定向耦合器结构，以实时检测末级功放进入耦合腔体中的入射功率和耦合腔体反射给末级功放的反射功率。并将检测到的入射及反射功率信号转换为电压信号后传送至控制电路，控制电路根据检测电路输出的电压信号，采用模拟电压控制调节来实时调节压控振荡器和可控衰减。
[0015]微波能量通过耦合腔体进入负载，由于负载的谐振点变化，就需要及时的调整微波频率。本实用新型可以实时检测反射功率，一旦反射功率过大，一方面要通过压控衰减模块来降低入射功率，保证微波源的安全。同时也要通过压控振荡器来调节微波频率，以达到谐振频率。同时本实用新型采用LDMOS微波功率放大器作为末级功放，相比于传统的磁控管，具有较小的体积，同时效率可以达到75%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型系统结构框图。
【具体实施方式】
[0017]参见图1所示，具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，其特征在于:包括压控振荡器、压控衰减模块、一级功放、二级功放、末级功放、耦合腔体、负载、检测电路、控制电路，所述压控振荡器的信号输出端与压控衰减模块输入端连接，压控衰减模块输出端与一级功放信号输入端连接，一级功放信号输出端与二级功放信号输入端连接，二级功放信号输出端与末级功放信号输入端连接，末级功放信号输出端与耦合腔体连接，负载固定在耦合腔体表面，末级功放信号输出端还与检测电路信号输入端连接，检测电路信号输出端与控制电路信号输入端连接，控制电路信号输出端分别与压控振荡器、压控衰减模块的控制端连接。
[0018]一级功放核心采用GaAs HBT型微波功率放大芯片SXA-389B或CGA6618Z，最大输出功率0.25W，增益18-20dB。
[0019]二级功放核心采用LATERAL N-CHANNEL MOSFET型微波功率放大芯片MW6S004NT1，最大输出功率4W，增益18-20dB。
[0020]末级功放由LDMOS微波功率放大器构成，末级功放最大输出功率200W，增益19-21dB。
[0021]检测电路采用定向耦合器结构。
[0022]控制电路基于单片机构建而成。
[0023]具体实施例
[0024]本实用新型包括压控振荡器、压控衰减模块、一级功放、二级功放、末级功放、耦合腔体、负载、检测电路和控制电路九个部分。VCO以及压控衰减模块均采用模拟电压控制调节。压控衰减模块最大衰减可以达到-40dB。VCO采用的分立元件搭建，具有很好的频谱纯度。
[0025]该实例中一级功放最大输出功率0.25W,增益18_20dB。二级功放最大输出功率4W,增益 18-20dB。
[0026]该实施例中末级功放最大输出功率200W，增益19_21dB，末级功放采用LDMOS微波功率放大器。选取合适的匹配网络，末级功放效率可以达到75%甚至更高。
[0027]该实施例中，一级功放、二级功放与末级功放之间通过微带线、电容、电感实现匹配。
[0028]该实施例中，负载可以是谐振点变化的负载。
[0029]该实施例中，检波电路采用了独特的耦合结构，该检波电路具有较好的隔离度和方向性，可以很好的区分入射功率和反射功率。检波电路输出为电压信号，控制电路对这些信号进行判断，一旦反射功率过大，会及时的调整频率，直到找到反射功率最低的谐振点。控制电路采用单片机完成这样的判断功能。控制电路输出调频和调幅两路电压信号，这两路信号通过控制压控振荡器和可控衰减来调节微波功率源的频率和幅度。
【权利要求】
1.具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，其特征在于:包括压控振荡器、压控衰减模块、一级功放、二级功放、末级功放、耦合腔体、负载、检测电路、控制电路，所述压控振荡器的信号输出端与压控衰减模块信号输入端连接，压控衰减模块信号输出端与一级功放信号输入端连接，一级功放信号输出端与二级功放信号输入端连接，二级功放信号输出端与末级功放信号输入端连接，末级功放信号输出端与耦合腔体连接，负载固定在耦合腔体表面。
2.末级功放信号输出端还与检测电路信号输入端连接，检测电路信号输出端与控制电路信号输入端连接，控制电路信号输出端分别与压控振荡模块、压控衰减模块的控制端连接。
3.根据权利要求1所述的具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，其特征在于:所述压控衰减模块核心采用含有4个二极管的Pi型压控衰减芯片，具有大动态衰减范围、优良的线性度，所述衰减芯片可以选用HSMP-3866、HSMP-3816.根据权利要求1所述的具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，其特征在于:所述一级功放核心采用GaAs HBT型微波功率放大芯片SXA-389B或CGA6618Z，最大输出功率 0.25W，增益 18-20dB。
4.根据权利要求1所述的具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，其特征在于:所述二级功放核心采用LATERAL N-CHANNEL MOSFET型微波功率放大芯片MW6S004NT1，最大输出功率4W，增益18-20dB，。
5.根据权利要求1所述的具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，其特征在于:所述末级功放由LDMOS型微波功率放大器构成，末级功放最大输出功率200W，增益19-21dB。
6.根据权利要求1所述的具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，其特征在于:所述检测电路采用定向耦合器结构。
7.根据权利要求1所述的具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，其特征在于:所述控制电路基于单片机构建而成。
8.根据权利要求1所述的具备自适应调节功能的200W高效固态微波源，其特征在于:所述负载适用于微波激发的载体。
【文档编号】H03L7/099GK204068931SQ201420312349
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】朱梁, 贾华, 彭承尧, 单家芳, 刘甫坤 申请人:单家芳, 刘甫坤