[发明专利]一种大功率内匹配功放管的输出隔直电路

说明书

技术领域

本发明属于射频与微波功率放大器设计领域，尤其涉及一种针对连续波工作工作状态下 X波段大功率内匹配功放管的输出隔直电路。

背景技术

在雷达收发系统、电子战对抗、通信导航等电子系统中，广泛用到以X波段大功率内匹 配功放管作为有源器件的微波功率放大器。

X波段大功率内匹配功放管的输出电路如图2所示，一般分为输出隔直电路、漏极电源 偏置电路和匹配电路。输出隔直电路作用是把射频能量从电路的一端转移到另一端，并保证 直流电源信号通过电源偏置电路仅为该X波段内匹配功放管的栅极和漏极供电，而不会通过 射频主路将直流信号供到微波系统中其他器件、模块上。

现有X波段大功率内匹配功放管射频主路隔直一般采用隔直电容实现，该电容对射频信 号是通路，实现射频信号的传输，对直流信号是断路，保证直流信号不影响系统中的其他器 件、模块。

射频主路中引入隔直电容就会引入工作频段内隔直电容的插入损耗。插入损耗表征在射 频功率发射时耗散在电容上的热量。对于单管输出功率小或工作在小占空比脉冲状态下的功 放电路，采用隔直电容方式可以完成设计；对于工作在连续波或者大占空比状态的大功率单 个X波段内匹配功放管而言，输入隔直电容通过的能量一般较小，发热量不大，不会烧毁， 但输出隔直电容成了整个功放电路的安全隐患。因为该状态下的射频主路输出隔直电容的热 耗散远大于其传导热量(X波段内匹配功放电路中采用的电容体积较小，封装大小多为0603， 电容表面积在mm2数量级上，这就导致其辐射和传导的热量很小)，这就导致该输出隔直电 容热量不断累积，温度升高。当输出隔直电容温度升高时，插入损耗也会增加，导致恶性循 环，直至达到或者超过输出隔直电容能够允许的最大工作温度，给功放设计带来隐患。

实验室常温条件下，采用ATC600S系列隔直电容，X波段50W内匹配功放管，连续波 状态，30秒工作时间后，输出隔直电容表面温度已超过140℃，超出了其正常工作的120℃ 的允许值。如长时间工作，该输出隔直隔直电容就会被烧毁，然后X波段50W内匹配功放 管就会损坏。由此可知，X波段大功率功放的设计难点在于如何解决输出隔直电容因温度升 高而失效带来的可靠性问题。

发明内容

发明目的：

提供一种大功率内匹配功放管的输出隔直电路，消除X波段大功率连续波固态功放因输 出隔直电容失效带来的危险，提高功放的可靠性。

技术方案：一种大功率内匹配功放管的输出隔直电路，包括：

漏极电源偏置电路(1)、微带波导转换器(2)、50欧姆微带线(3)、X波段大功率内匹 配功放管(4)；

X波段大功率内匹配功放管(4)的栅极为输入端，输入微波信号；X波段大功率内匹配 功放管(4)的源极接地；X波段大功率内匹配功放管(4)的漏极为输出端，与50欧姆微带 线(3)的左端连接，50欧姆微带线(3)的右端与微带波导转换器(2)的输入端连接，微 带波导转换器(2)的输出端与天线波导连接；漏极电源偏置电路(1)的微带与50欧姆微带 线(3)上靠近左端的位置连接。

有益效果：

本发明消除了图2所示的常规X波段大功率内匹配功放电路因为功率耗散大而造成输出 隔直电容烧毁的危险，提高了大功率连续波放大器的可靠性，并且“微带同轴波导转换器”的 插入损耗小于输出隔直电容，能够有效地提高整个功放电路的输出功率。

本发明可用于要求工作在连续波或者大占空比状态下，采用X波段大功率内匹配功放管 作为有源器件的X波段大功率功放、X波段大功率发射机。

附图说明

图1为本发明提供的针对在连续波工作状态下，X波段大功率内匹配功放管的输出隔直 电路示意图。

图2为常规的X波段大功率内匹配功放管的输出隔直电路示意图。

其中，1-漏极电源偏置电路、2-微带波导转换器、3-50欧姆微带线、4-X波段大功率内 匹配功放管、5-隔直电容。

具体实施方式

一种大功率内匹配功放管的输出隔直电路，如图1所示，包括：

漏极电源偏置电路1、微带波导转换器2、50欧姆微带线3、X波段大功率内匹配功放管 4；