[发明专利]一种固态微波发生装置

说明书

本发明公开了一种固态微波发生装置，包括功率放大管、漏极供电调节电路、反馈电路和控制单元；所述控制单元，与所述漏极供电调节电路连接，用于发送漏极供电调节信号至所述漏极供电调节电路；所述漏极供电调节电路，与所述功率放大管的漏极连接，用于接收所述控制单元发送的漏极供电调节信号，在所述漏极供电调节信号的控制下调节所述功率放大管的漏极供电；所述功率放大管的漏极通过所述反馈电路连接所述功率放大管的栅极；所述功率放大管的漏极，用于输出微波信号。本发明的装置利用反馈电路和1级功率放大管即可产生中、大功率的微波信号，且可对功率进行调节，装置体面积都较小，大大降低了成本。

技术领域

本发明涉及微波发生技术领域，更具体地，涉及一种固态微波发生装置。

背景技术

微波不仅可以用来传输信息，还可以作为一种能量，应用在加热、干燥、杀菌消毒、半导体制造等领域。

中、大功率微波的产生一般采用磁控管来产生。磁控管实质上是一个置于恒定磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。磁控管需要上千伏的高电压才能工作，这带来安全隐患，同时也使微波产生装置体积庞大。磁控管的机理决定了微波信号功率大小不可连续调整。

为解决上述磁控管微波发生装置的缺陷，近年来有学者在研究使用固态器件产生中、大功率微波，基本是引用无线通信中的射频放大管架构，为了能够产生中、大功率微波信号，该架构一般需要3～4级或以上功率放大管级联，其具体的常用架构如图1所示，微波发生电路与多级功率放大管连接，具体地，微波发生电路依次与两个A类放大管、一个AB类放大管、C类放大管连接，两个A类放大管之间连接有调幅器，AB类放大管与C类放大管之间连接有单向导电器件，将频率调节信号输入微波发生电路中调节输出微波信号的频率，将功率调节信号输入调幅器中调节输出微波信号的功率。采用这种架构，会导致系统的成本高昂、体(面)积很大，这制约了固态微波发生装置在微波能源产业的规模应用。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种固态微波发生装置，可产生功率、频率可调的中、大功率微波，且装置体积较小。

本发明采取的技术方案是，

一种固态微波发生装置，包括功率放大管、漏极供电调节电路、反馈电路和控制单元；所述控制单元，与所述漏极供电调节电路连接，用于发送漏极供电调节信号至所述漏极供电调节电路；所述漏极供电调节电路，与所述功率放大管的漏极连接，用于接收所述控制单元发送的漏极供电调节信号，在所述漏极供电调节信号的控制下调节所述功率放大管的漏极供电；所述功率放大管的漏极通过所述反馈电路连接所述功率放大管的栅极；所述功率放大管的漏极，用于输出微波信号。

本发明提供的固态微波发生装置通过反馈电路把功率放大管设计成压控振荡器，功率放大管的漏极通过反馈电路与功率放大管的栅极相连接，从而形成一个压控振荡器；该振荡器的输出信号频率由功率放大管的栅极电压大小决定，输出的最大功率由最大漏极工作电压下功率放大管的饱和功率决定，因此，当系统需要调整振荡器输出信号的功率时，通过控制单元向其相连接的漏极供电调节电路发送漏极供电调节信号进行调节，漏极供电调节电路用于接收该信号并根据该信号调节功率放大管的漏极供电大小以调节输出功率，根据P＝U²/2R可知：当电压降低时，功率会随着电压指数降低。因此当系统需要功率调整时，控制单元输出漏极供电调节信号至漏极供电调节电路，该电路的输出电压随着变化，从而功率放大管组成的振荡器输出功率随着变化；该振荡器的输出信号从功率放大管的漏极输出。

本发明的固态微波发生装置利用反馈电路和1级功率放大管组成的压控振荡器，即可产生中、大功率的微波信号，且通过漏极供电调节电路和控制单元可对微波信号的功率进行调节，装置体积和面积都较小，大大降低了成本。