一種分時(shí)雙輸出發(fā)射系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達(dá)、通訊、電子對(duì)抗系統(tǒng)中發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙輸出分時(shí) 工作時(shí)，可以高速高效率的進(jìn)行切換的發(fā)射系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)射機(jī)是將一定工作頻率和帶寬的微弱射頻小信號(hào)進(jìn)行放大的一種裝置，其放大 的大功率射頻信號(hào)通過(guò)天線裝置發(fā)射出去，以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的探測(cè)、測(cè)距、對(duì)抗、干擾等。發(fā) 射機(jī)裝置主要包括驅(qū)動(dòng)級(jí)放大單元，功率分配器，末級(jí)放大單元，功率合成器，環(huán)行器（或 隔離器）等器件，其原理為送進(jìn)來(lái)的微弱射頻小信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)級(jí)放大單元放大到一定的功 率，經(jīng)過(guò)功率分配器分成N等份，送入N個(gè)末級(jí)放大器進(jìn)行功率放大，然后經(jīng)功率合成器將 N個(gè)末級(jí)放大器輸出的功率進(jìn)行合成后經(jīng)過(guò)隔離器或環(huán)行器通過(guò)天線裝置發(fā)射出去。
[0003] 在某些場(chǎng)合的應(yīng)用下，一套發(fā)射機(jī)需要通過(guò)兩套天線系統(tǒng)分時(shí)發(fā)射出去以實(shí)現(xiàn)特 定的功能。為解決一套發(fā)射機(jī)能分時(shí)向兩套天線系統(tǒng)傳送發(fā)射信號(hào)，傳統(tǒng)的做法為在發(fā)射 機(jī)與雙天線之間加入一個(gè)三端口的高功率微波開(kāi)關(guān)，通過(guò)控制微波開(kāi)關(guān)的端口導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)發(fā) 射機(jī)與某一套天線的信號(hào)連接。
[0004] 在這種情況下，發(fā)射機(jī)功率合成后，大功率信號(hào)經(jīng)過(guò)高功率微波開(kāi)關(guān)切換，達(dá)到雙 天線分時(shí)工作的目的。系統(tǒng)的有效輸出功率需計(jì)入功率合成網(wǎng)絡(luò)、高功率開(kāi)關(guān)的損耗，其計(jì) 算公式為：
[0005]Eff = (P放大單元輸出麟-P峨織麟-P功較關(guān)織麟)/P總功耗
[0006] 當(dāng)系統(tǒng)的輸出功率越大，工作頻率越高，高功率微波開(kāi)關(guān)的損耗越大，當(dāng)輸出功率 達(dá)千瓦量級(jí)時(shí)，高功率微波開(kāi)關(guān)切換時(shí)間常為毫秒量級(jí)，在某些應(yīng)用場(chǎng)合下滿足不了雙天 線分時(shí)工作的時(shí)間間隔要求。
[0007] 高功率開(kāi)關(guān)切換設(shè)計(jì)損耗大、切換時(shí)間長(zhǎng)、功率容量受開(kāi)關(guān)參數(shù)限制，制約了雙輸 出發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號(hào)在特定時(shí)間向特定天線輸出工作方式更廣泛的應(yīng)用，因此，需要設(shè) 計(jì)一種高效率高速切換的雙輸出發(fā)射系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種開(kāi)關(guān)速度快、切換時(shí)間可以有效控 制、損耗更小的高效率高速切換的分時(shí)雙輸出發(fā)射系統(tǒng)。
[0009] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的：一種分時(shí)雙輸出發(fā)射系統(tǒng)包括依 序連接的驅(qū)動(dòng)級(jí)放大單元、功率分配器、末級(jí)放大單元、功率合成器、第一天線、第二天線， 改進(jìn)點(diǎn)在于，所述驅(qū)動(dòng)級(jí)放大單元與功率分配器之間設(shè)置有高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，所述高速開(kāi)關(guān) 網(wǎng)絡(luò)包括以GaAs為核心的信號(hào)開(kāi)關(guān)，且高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)為三端口的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，包括輸入端口 1、輸出端口 2、輸出端口 3,通過(guò)控制信號(hào)電平的高低進(jìn)行高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端口 1和輸 出端口 2或者輸出端口 3的連通，高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端口 2與輸入端口 1相連通時(shí)，發(fā)射 信號(hào)到第二天線，當(dāng)高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端口 3與輸入端口 1相連通時(shí)，發(fā)射信號(hào)到第一天 線。
[0010] 進(jìn)一步的，當(dāng)高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端口 1與輸出端口 2導(dǎo)通時(shí)，高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸 出端口 3呈現(xiàn)出與系統(tǒng)匹配的負(fù)載特性，當(dāng)高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端口 1與輸出端口 3導(dǎo)通 時(shí)，高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端口 2呈現(xiàn)出與系統(tǒng)匹配的負(fù)載特性。
[0011] 作為進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案，所述功率分配器為固定相差分配器，所述功率合成 器為固定相差合成器，固定相差分配器和固定相差合成器具有固定的相位差，且二者的相 位差相同。
[0012] 作為進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案，固定相差分配器和固定相差合成器的相位差相同且 其和值滿足180 ° ±15 °。
[0013] 作為進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案，固定相差分配器等幅度分配輸入端口的信號(hào)。
[0014] 作為進(jìn)一步優(yōu)化的技術(shù)方案，所述末級(jí)放大單元包括兩路，兩路末級(jí)放大單元與 固定相差分配器和固定相差合成器的相連鏈路在一定誤差范圍內(nèi)具有相同的相位插損。
[0015] 具體的，所述的驅(qū)動(dòng)級(jí)放大單元輸出端與高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端口1相連，高速 開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端口 2與固定相差分配器的輸入端口 1相連，高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸出端口 3 與固定相差分配器的輸入端口 2相連，所述的固定相差分配器的輸出端口 3與第一路末級(jí) 放大單元相連，固定相差分配器的輸出端口 4與第二路末級(jí)放大單元相連，第一路末級(jí)放 大單元和第二路末級(jí)放大單元分別與固定相差合成器的輸入端口 5和輸入端口 6相連，所 述的固定相差合成器的輸出端口 7與第一天線相連，固定相差合成器的輸出端口 8與第二 天線相連。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0017] 1.使用中小信號(hào)化合物半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的速度可以達(dá)到ns量級(jí)，開(kāi)關(guān)速度快，并可以 有效地控制開(kāi)關(guān)的切換時(shí)間。
[0018] 2.基于中小信號(hào)化合物半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)加具有固定相差的分配器和合成器的作用，實(shí) 現(xiàn)發(fā)射機(jī)指定端口的輸出，對(duì)比尚功率切換開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)插入損耗更小，提尚整機(jī)的效率。
[0019] 3.使用中小信號(hào)化合物半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，電路簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本低，可靠性高，壽命長(zhǎng)，易 于維護(hù)和修復(fù)。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明分時(shí)雙輸出發(fā)射系統(tǒng)的原理框圖；
[0021] 圖2為高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0023] 如圖1，2所示，本發(fā)明一種分時(shí)雙輸出發(fā)射系統(tǒng)包括：驅(qū)動(dòng)級(jí)放大單元PA1、高速 開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)kl、固定相差分配器F1、末級(jí)放大單元PA2、PA3、固定相差合成器F2、天線T1、T2。
[0024] 驅(qū)動(dòng)級(jí)放大單元PA1輸出端與高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)K1的輸入端口1相連，固定相差分配 器K1的輸出端口 2與固定相差分配器F1的輸入端口 1相連，固定相差分配器K1的輸出端 口 3與固定相差分配器F1的2輸入端口相連。
[0025] 固定相差分配器F1將送進(jìn)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行功率分配，其輸出端口3與末級(jí)放大單元 PA2相連，F(xiàn)1的輸出端4與末級(jí)放大單元PA3相連。
[0026] 末級(jí)放大單元PA2、PA3放大固定相差分配器F1分配的微波信號(hào)，末級(jí)放大單元 PA2、PA3輸出端分別與固定相差合成器F2的輸入端口 5和輸入端口 6相連。
[0027] 固定相差合成器F2將末級(jí)放大單元PA2、PA3的輸出功率進(jìn)行合成，固定相差合成 器F2輸出端口 7與發(fā)射天線T1相連，固定相差合成器F2的輸出端口 8與發(fā)射天線T2相 連。
[0028] 固定相差分配器F1和固定相差合成器F2,其特征是，固定相差分配器F1和固定相 差合成器F2具有固定的相位差，且二者的相位差相同。固定相差分配器和固定相差合成器 的相位差之和滿足180 ° ±15 °。固定相差分配器F1等幅度分配輸入端口的信號(hào)。
[0029] 高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)K1包括以GaAs(砷化鎵）為核心的信號(hào)開(kāi)關(guān)，通過(guò)控制信號(hào)電平的 高低進(jìn)行輸入端口 1和輸出端口 2或者輸出端口 3的連通，即該高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)K1為基于中 小信號(hào)化合物半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)。
[0030] 高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)K1的實(shí)現(xiàn)：當(dāng)高速開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入端口 1與輸出端口 2導(dǎo)通時(shí)，K1 的輸出端口 3呈現(xiàn)出與系統(tǒng)匹配的負(fù)載特性（與系統(tǒng)匹配的負(fù)載特性是指，