一种X、Ku波段大功率脉冲行波管合成系统的制作方法

本发明涉及通信、电磁兼容及雷达发射机领域，更具体地说，特别涉及一种x、ku波段大功率脉冲行波管合成系统。

背景技术：

对于现代雷达和通信系统而言，发射功率是衡量系统性能的一项非常重要的指标，发射功率的提高意味着系统具有更大的探测半径、更强的抗干扰能力和更好的通信质量，电真空器件具有输出功率高，工作效率高、工作频率高、覆盖频段宽等优点，行波管是电真空器件中较为代表性的管型之一，其被广泛地应用于合成孔径雷达、全相参雷达和卫星通信中。在有些需要大功率的场合，单个行波管的输出功率难以满足射频系统对发射功率的要求，而解决此类问题最直接和最有效的途径就是采用功率合成技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种x、ku波段大功率脉冲行波管合成系统，可以实现工作在x/ku波段的高输出功率、高合成效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种x、ku波段大功率脉冲行波管合成系统，包括依次连接的第一可调衰减器、功率分配器、相互并联的n路行波管合成单元、第一波导魔、第二波导魔、环形器、定向耦合器和大功率负载，其中，n为大于2的偶数；每路行波管合成单元包括依次连接的第二可调衰减器、移相器、固态放大器、隔离器、增益均衡器和行波管，其中相邻的两路行波管合成单元并联后与第一波导魔连接，每个行波管均连接有电源，每个电源连接有脉冲信号发生器。

进一步地，所述移相器为机械手调移相器。

进一步地，所述大功率负载采用型号为tmwrd650c16p500的大功率脉冲型波导负载。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的一种x、ku波段大功率脉冲行波管合成系统，从射频输入源输入小信号(≤1mw)，经第一可调衰减器和功率分配器分成多路，每一路中经过第二可调衰减器和移相器对幅相一致性进行调节，再经过固态放大器和行波管放大后进行功率合成，可实现大功率合成，例如将小信号(≤1mw)合成到8kw。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例中提供的x、ku波段大功率脉冲行波管合成系统的框架图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本实施例提供一种x、ku波段大功率脉冲行波管合成系统，包括依次连接的第一可调衰减器、功率分配器、相互并联的n路行波管合成单元、第一波导魔、第二波导魔、环形器、定向耦合器和大功率负载，其中，n为大于2的偶数；每路行波管合成单元包括依次连接的第二可调衰减器、移相器、固态放大器、隔离器、增益均衡器和行波管，其中相邻的两路行波管合成单元并联后与第一波导魔连接，每个行波管均连接有电源，每个电源连接有脉冲信号发生器。

在本实施例中，n选为4，即采用4路行波管合成单元。

本实施例中的第一可调衰减器和第二可调衰减器的设置，一方面防止固态放大器的输入功率太大导致其烧毁，另一方面四条线路中的第二可调衰减器衰减器用来适当调节线路衰减(不同行波管的最优输入激励曲线需要一定的偏移)，保证不同的行波管同时工作在最优状态(4路第二可调衰减器需要调整为不同的衰减值)，其衰减参数调整定型后须保持不变。

本实施例中的功率分配器是用于前级功率分配。

本实施例中的移相器是为减少相位差对合成效率的影响，本实施例中采用机械手调移相器，可以调整每一条链路的相位一致性，提高合成效率。

本实施例中的固态放大器是用于行波管前级功率放大。

本实施例中的隔离器是用于信号隔离保护，避免固态放大器被行波管端泄露的回波烧毁。

本实施例中的增益均衡器是用于改善行波管的增益平坦度。

本实施例中的脉冲信号发生器是用于提供脉冲信号，对行波管进行栅极脉冲调制。

本实施例中的第一波导魔、第二波导魔是一种大功率波导合成器，用于功率合成。

本实施例中的环形器为大功率环形隔离器，是用于输出端隔离保护，避免负载失配造成较大功率反射烧坏行波管。

本实施例中的定向耦合器的耦合度50dbm，带正反向耦合端口，用于功率测量。

本实施例中的大功率匹配负载采用大功率脉冲型波导负载，型号tmwrd650c16p500，用于吸收输出功率。

本实施例从信号源(射频输入端)输入小信号(≤1mw)，经可调衰减器和功率分配器分成多路(本实例为四路)，每一路中经过可调衰减器和移相器对幅相一致性进行调节，再经过固态放大器和行波管放大后进行功率合成，本实例中合成功率高达8kw，实现了超大功率的合成，合成效率达85％以上。

本发明在实际应用过程中可以根据需要，调整为更多路合成，例如六路，八路等。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种X、Ku波段大功率脉冲行波管合成系统，包括依次连接的第一可调衰减器、功率分配器、相互并联的N路行波管合成单元、第一波导魔、第二波导魔、环形器、定向耦合器和大功率负载，其中，N为大于2的偶数；每路行波管合成单元包括依次连接的第二可调衰减器、移相器、固态放大器、隔离器、增益均衡器和行波管，其中相邻的两路行波管合成单元并联后与第一波导魔连接，每个行波管均连接有电源，每个电源连接有脉冲信号发生器。本发明可以实现工作在X/Ku波段的高输出功率、高合成效率。

技术研发人员：李荣明;朱斌;宋玉清;王焕凤
受保护的技术使用者：南京纳特通信电子有限公司
技术研发日：2019.01.31
技术公布日：2019.06.11