一種具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器。該合成器包括：多個(gè)微波信號(hào)輸入端；一個(gè)微波信號(hào)輸出端；多個(gè)合成支路，每個(gè)合成支路連接一微波信號(hào)輸入端，每個(gè)合成支路上連接第一PIN二極管；一個(gè)合成主路：多個(gè)合成支路并聯(lián)后通過該合成主路與微波信號(hào)輸出端連接，合成主路上連接一阻抗匹配電路，阻抗匹配電路包括第二PIN二極管和微帶線，第二PIN二極管的正極通過微帶線與合成主路連接；一個(gè)多路驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸入端：用于接收控制多個(gè)合成支路的關(guān)斷與開通的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。在輸入信號(hào)發(fā)生故障時(shí)，本發(fā)明的合成器可使其余正常信號(hào)的功率全部傳輸?shù)捷敵龆丝冢辉趽p壞端口上分配功率，提高合成效率。
【專利說明】一種具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微波功率合成系統(tǒng)，特別是一種具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器。
【背景技術(shù)】
[0002]微波功率合成器由多個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口組成，內(nèi)部合成電路包括微帶線和隔離電阻，其工作過程為:多個(gè)具有一定功率容量的微波信號(hào)通過微波功率合成器的輸入端口輸入，最后在功率合成器的輸出端口進(jìn)行功率合成輸出。如果其中一路或幾路輸入信號(hào)損壞，則其他正常輸入信號(hào)的功率要被迫分出一部分功率傳輸?shù)綋p壞的端口上，剩余的功率才傳輸?shù)焦β屎铣善鞯妮敵龆丝谶M(jìn)行功率合成，從而導(dǎo)致傳輸?shù)焦β屎铣善鬏敵龆丝诘墓β蕼p小。
[0003]下面以兩路雷達(dá)微波功率合成器為例闡述上述功能，參考圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的兩個(gè)發(fā)射機(jī)各自輸出的微波信號(hào)RFl和RF2，分別送給功率合成器的INl端口和IN2端口，通過其內(nèi)部的合成電路，最后在功率合成器的OUT端口輸出，正常情況下，OUT端口的輸出功率是RFl (RF2)信號(hào)功率的2倍大小?，F(xiàn)有技術(shù)方案存在的主要缺點(diǎn)是:當(dāng)RFl (RF2)信號(hào)發(fā)生故障時(shí)，RF2 (RFl)信號(hào)的50%的功率傳輸給損壞端口做了無用功，剩余的50%功率的才傳輸?shù)絆UT端口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)方案存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器。
[0005]為此，本發(fā)明提供的具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器，其特征在于，該合成器包括:
[0006]多個(gè)微波信號(hào)輸入端:用于輸入微波信號(hào)；
[0007]—個(gè)微波信號(hào)輸出端:用于輸出合成后的微波信號(hào)；
[0008]多個(gè)合成支路:多個(gè)合成支路并聯(lián)，每個(gè)合成支路連接一微波信號(hào)輸入端，每個(gè)合成支路上連接至少一個(gè)第一 PIN 二極管，所述第一 PIN 二極管的負(fù)極接地，正極與合成支路連接；
[0009]一個(gè)合成主路:多個(gè)合成支路并聯(lián)后通過該合成主路與微波信號(hào)輸出端連接，合成主路上連接一阻抗匹配電路，所述阻抗匹配電路包括第二 PIN 二極管和微帶線，該第二PIN 二極管的負(fù)極接地，正極通過微帶線與合成主路連接；
[0010]一個(gè)多路驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸入端:用于接收驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)用于控制合成支路的關(guān)斷與開通，所述第一 PIN 二極管的正極連接一驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；所述第二PIN 二極管的正極連接一驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
[0011 ] 所述第一 PIN 二極管的正極與多個(gè)合成支路并聯(lián)T型節(jié)的信號(hào)傳輸距離為四分之一波長。[0012]所述微帶線的長度為四分之一波長。
[0013]所述微帶線與多個(gè)合成支路并聯(lián)T型節(jié)的信號(hào)傳輸距離為四分之一波長。
[0014]所述合成支路上連接一個(gè)第一 PIN 二極管，所述第一 PIN 二極管與合成支路的連接點(diǎn)兩邊連接有隔直電容。
[0015]所述合成支路上連接至少兩個(gè)第一 PIN 二極管，至少兩個(gè)第一 PIN 二極管并聯(lián)，且每個(gè)第一 PIN 二極管與合成支路的連接點(diǎn)兩邊連接有隔直電容。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0017]本發(fā)明是基于現(xiàn)有傳統(tǒng)功率合成器的缺陷而設(shè)計(jì)，在部分輸入信號(hào)(發(fā)射機(jī))發(fā)生故障時(shí)，本發(fā)明的合成器可以使其余正常信號(hào)的功率全部傳輸?shù)捷敵龆丝?，而不在損壞端口上分配功率，提高合成效率。
[0018]本發(fā)明的合成器能有效提高合成器在部分輸入信號(hào)有故障的情況下的合成效率，且具有插損小、體積小、效率高、控制簡單等優(yōu)點(diǎn)，解決了現(xiàn)有功率合成器在輸入信號(hào)有故障的情況下的合成效率低的不足。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解釋說明。
[0020]圖1為傳統(tǒng)合成器的結(jié)構(gòu)參考示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明合成器的結(jié)構(gòu)參考示意圖，該圖中η為合成器上微波信號(hào)輸入端口的個(gè)數(shù)，其取值大于等于2 ;
[0022]圖3為本發(fā)明合成器的電路原理參考示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明的電路原理圖，其中A點(diǎn)為各合成支路的T型結(jié)，B、C、D點(diǎn)均為合成支路中的PIN 二極管的陽極，AA點(diǎn)為微帶線與合成主路的連接點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參見圖2和圖3，本發(fā)明的具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器包括多個(gè)合成支路、合成主路和阻抗匹配電路；其中，每個(gè)合成支路和阻抗匹配電路均連接有微波信號(hào)輸出裝置發(fā)射機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，各合成支路的輸出端連接阻抗匹配電路。
[0025]本發(fā)明的合成器在發(fā)射機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的作用下，通過改變合成支路的通、斷狀態(tài)，來達(dá)到提高合成效率的目的，發(fā)射機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)為合成支路和阻抗匹配電路提供所需正、負(fù)電壓，由微波電路的通、斷變化引起的阻抗失配可以通過阻抗匹配電路來補(bǔ)償。
[0026]參考圖3，本發(fā)明的合成支路的功能除了輸入微波信號(hào)外，還包括微波控制作用，各合成支路上連接的PIN 二極管可根據(jù)發(fā)射機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)提供的正負(fù)電壓，來關(guān)斷和導(dǎo)通從合成器輸入端到輸出端之間的通道，從而提高合成效率。參考圖4，各合成支路上連接有隔直電容和第一 PIN 二極管組成，其中，第一 PIN 二極管的負(fù)極接地，正極通過跳線與合成支路的傳輸線相連接，且各PIN 二極管的正極連接有驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。對(duì)于隔離度要求高的情況，每個(gè)合成支路連接有多個(gè)PIN 二極管，且多個(gè)第一 PIN 二極管并聯(lián)。
[0027]本發(fā)明所述的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)可以是由發(fā)射機(jī)控制并發(fā)出的高、低電平，發(fā)射機(jī)工作正常時(shí)向合成器發(fā)出高電平，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)向合成器發(fā)出低電平。其中所述的高電平是指本領(lǐng)域公認(rèn)的高電平，一般指3-5伏。本發(fā)明所述的低電平是本領(lǐng)域公認(rèn)的低電平，一般指0.8伏以下。
[0028]本發(fā)明的阻抗匹配電路根據(jù)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)完成微波功率合成，其用來對(duì)在發(fā)射機(jī)工作正常功率合成與部分發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障功率合成時(shí)所產(chǎn)生的阻抗不連續(xù)性進(jìn)行補(bǔ)償，以達(dá)到最佳匹配狀態(tài)。參考圖4，它主要由微帶線、隔直電容和第二 PIN二極管構(gòu)成。其中，第二 PIN 二極管的負(fù)極接 地，正極通過跳線與微帶線相連接，阻抗匹配電路中驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的接入點(diǎn)為第二 PIN 二極管的正極。在實(shí)際焊接電路時(shí)，此處驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的接入線位于第二 PIN 二極管正極與微帶線之間，且接入點(diǎn)越靠近二極管的正極，電路工作的準(zhǔn)確度越聞。
[0029]結(jié)合圖4所示對(duì)本發(fā)明的合成器工作原理進(jìn)行解釋說明。參考圖4，對(duì)于由隔直電容Cm、C"、C2_1、C2_2和PIN 二極管Dp D2以及阻抗匹配電路組成的合成器，其中:PIN 二極管Dp D2的負(fù)極接地，PIN 二極管D1的正極通過跳線連接到Cm和Cu之間的傳輸線上；PIN 二極管D2的正極通過跳線連接到CV1和C2_2之間的傳輸線上，C1^C1+CV1、C2_2用來通過射頻信號(hào)、隔離直流信號(hào)，DpD2通過加正電壓和負(fù)電壓控制微波傳輸；
[0030]阻抗匹配電路由隔直電容Ctl和PIN 二極管Dtl組成，其中，PIN 二極管Dtl的負(fù)極接地，PIN 二極管Dtl的正極通過跳線和微帶線連接到Ctl和A點(diǎn)之間的傳輸線上；PIN 二極管D0用來配合Dp D2做阻抗變換，C0用來通過射頻信號(hào)、隔離直流信號(hào)。
[0031]其工作過程分為以下兩種情況:
[0032]第一種，發(fā)射機(jī)I和發(fā)射機(jī)2工作正常，當(dāng)發(fā)射機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)在Dp D2的正極均加負(fù)電壓時(shí)，DdP D2分別等效為一個(gè)連接到地的容值很小的電容Ct串聯(lián)一個(gè)寄生電感Ls，由于B點(diǎn)和C點(diǎn)到A點(diǎn)的傳輸線長均為四分之一波長，該兩控制支路在A點(diǎn)的等效阻抗非常小，近似于短路，不影響支路的微波傳輸，也即支路I和支路2均處于導(dǎo)通狀態(tài)，發(fā)射機(jī)I和發(fā)射機(jī)2的輸出信號(hào)在合成器的輸出端進(jìn)行功率合成；
[0033]第二種，發(fā)射機(jī)I出現(xiàn)故障，當(dāng)發(fā)射機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)在D1的正極加正電壓，在仏的正極加負(fù)電壓時(shí)，D1等效為一個(gè)連接到地的阻值很小的電阻Rs串聯(lián)一個(gè)寄生電感Ls7D2等效為一個(gè)連接到地的容值很小的電容Ct串聯(lián)一個(gè)寄生電感Ls，根據(jù)傳輸線理論，此時(shí)合成支路I在A點(diǎn)的等效阻抗為非常大，近似為射頻開路，合成支路2在A點(diǎn)的等效阻抗非常小，近似為射頻短路，所以合成支路2的信號(hào)會(huì)完全到達(dá)合成器的輸出端口，而不會(huì)傳輸?shù)胶铣芍?，從而提高了合成效率。
[0034]阻抗匹配電路的工作過程分為以下兩種情況:
[0035]第一種，發(fā)射機(jī)I和發(fā)射機(jī)2工作正常，當(dāng)發(fā)射機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)為Dtl提供正電壓，D0等效為一個(gè)連接到地的阻值很小的電阻Rs串聯(lián)一個(gè)寄生電感Ls，因Dtl到AA點(diǎn)的長度為四分之一波長，此時(shí)，阻抗匹配電路等效到AA點(diǎn)的阻抗非常大，近似為射頻開路，也就是說，此時(shí)的阻抗匹配電路不起作用；
[0036]第二種，發(fā)射機(jī)I出現(xiàn)故障，當(dāng)發(fā)射機(jī)控制的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)為Dtl提供負(fù)電壓時(shí)，D0等效為一個(gè)連接到地的容值很小的電容Ct串聯(lián)一個(gè)寄生電感Ls，D0阻抗匹配電路等效到AA點(diǎn)的阻抗為一個(gè)感抗，剛好補(bǔ)償支路I關(guān)斷、支路2導(dǎo)通引起的阻抗失配現(xiàn)象，從而使合成器輸出端口阻抗達(dá)到匹配狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器，其特征在于，該合成器包括: 多個(gè)微波信號(hào)輸入端:用于輸入微波信號(hào)； 一個(gè)微波信號(hào)輸出端:用于輸出合成后的微波信號(hào)； 多個(gè)合成支路:多個(gè)合成支路并聯(lián)，每個(gè)合成支路連接一微波信號(hào)輸入端，每個(gè)合成支路上連接至少一個(gè)第一 PIN 二極管，所述第一 PIN 二極管的負(fù)極接地，正極與合成支路連接; 一個(gè)合成主路:多個(gè)合成支路并聯(lián)后通過該合成主路與微波信號(hào)輸出端連接,合成主路上連接一阻抗匹配電路，所述阻抗匹配電路包括第二 PIN 二極管和微帶線，該第二 PIN 二極管的負(fù)極接地，正極通過微帶線與合成主路連接； 一個(gè)多路驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)輸入端:用于接收驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)控制合成支路的關(guān)斷與開通，所述第一PIN二極管的正極連接一驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；所述第二PIN二極管的正極連接一驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器，其特征在于，所述第一 PIN 二極管的正極與多個(gè)合成支路并聯(lián)T型節(jié)的信號(hào)傳輸距離為四分之一波長。
3.如權(quán)利要求1所述的具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器，其特征在于，所述微帶線的長度為四分之一波長。
4.如權(quán)利要求1所述的具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器，其特征在于，所述微帶線與多個(gè)合成支路并聯(lián)T型節(jié)的信號(hào)傳輸距離為四分之一波長。
5.如權(quán)利要求1所述的具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器，其特征在于，所述合成支路上連接一個(gè)第一 PIN 二極管，所述第一 PIN 二極管與合成支路的連接點(diǎn)兩邊連接有隔直電容。
6.如權(quán)利要求1所述的具有故障自適應(yīng)功能的雷達(dá)微波功率合成器，其特征在于，所述合成支路上連接至少兩個(gè)第一 PIN 二極管，至少兩個(gè)第一 PIN 二極管并聯(lián)，且每個(gè)第一PIN 二極管與合成支路的連接點(diǎn)兩邊連接有隔直電容。
【文檔編號(hào)】H01P5/12GK103682544SQ201310607651
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】王小偉, 梁長明 申請(qǐng)人:西安天和防務(wù)技術(shù)股份有限公司