医疗工业射频微波功放和固态源
固态微波功率源技术标准
固态微波功率源技术标准
固态微波功率源，是一种集成了微波功率放大器、驱动电路、源波器及控制电路等功
能的微波源。
其基本结构包括射频输入端口、直流输入端口、输出端口、控制端口等。
固
态微波功率源的特点是具有体积小、重量轻、高效稳定、易于集成和控制等优点，因此广
泛应用于雷达、通信、导航、军事装备等领域中。
为了确保固态微波功率源的性能和使用效果，制定了一系列的技术标准。
下面简要介
绍几项主要的技术标准：
1. 射频输入频带和电平要求：在固态微波功率源的使用过程中，射频输入频带和电
平必须符合指定的技术标准要求。
射频输入频带一般设定在1至20GHz之间，电平则范围
在-20至+20dBm之间。
输入频率和电平应在使用前校准，并定期进行检查以确保系统的稳
定性。
3. 失真和杂散电平要求：失真和杂散电平也是固态微波功率源性能的重要参考参数。
失真应控制在1%以内，杂散电平应小于-60dBc。
这些性能参数能够有效提高系统的工作精度和可靠性。
4. 使用环境适应要求：固态微波功率源通常应在室内使用，而且其工作环境应当遵
循一定的技术标准。
例如，在温度方面，系统的工作环境应控制在-10℃至+50℃之间。
此外，还应对供电电压、电源波动、震动、电磁场等方面进行适当的控制。
综合以上所述，制定固态微波功率源的技术标准，对于提高系统的可靠性和稳定性具
有重要的意义。
对于不同类型的应用场景，还需进一步明确不同的技术要求，以确保系统
具有最佳的性能和可靠性。
射频微波器件用途
射频微波器件用途
射频微波器件用途广泛，包括但不限于：
1. **通信系统**：构建无线通信设备（如手机、基站、路由器）的核心部件，实现信号的发射、接收、放大、滤波、调制解调等。
2. **雷达与电子战**：构成雷达系统的发射机、接收机、信号处理器，用于目标探测、跟踪与识别；在电子战系统中用于干扰、侦测与对抗。
3. **卫星通信与导航**：用于卫星发射、地面站及用户终端的微波链路，实现远距离数据传输与精准定位服务。
4. **医疗设备**：在医用微波治疗仪、消融仪中，产生并控制微波能量，用于肿瘤热疗、神经疾病的治疗。
5. **家用电器**：如微波炉，利用微波加热食物。
6. **安防系统**：如微波雷达与传感器，用于目标监测、入侵探测与安防监控。
7. **科研实验**：在高精度物理实验、材料分析、天文观测等领域中，提供微波信号源、精密测量及数据分析工具。
射频微波器件是现代信息技术、国防、医疗、科研等领域不可或缺的关键技术组件。
射频功放简介
射频功放简介随着人类社会生产力的发展和社会的进步，人们迫切地需要在远距离迅速而准确地传送信息，这就使得无线通讯（尤其是个人无线通讯）取得了迅猛的发展。
这样占无线通讯设备35%左右成本的重要部件——“射频功放”，就引起了众多厂商、尤其是研发重点向移动通讯领域快速发展的我公司的极大关注。
一．术语1．射频：广义来说就是适用于无线电传播的无线电频率。
其下限约为几十~~几百KHz，上限约为几千~~几万MHz。
2．微波：通常将频率高于300MHz的分米波、厘米波、毫米波波段统称为微波。
3．射频功放：就是将发射机里的振荡器所产生的射频小功率，经过一系列的放大——激励级、中间级、末前级、末级功率放大级，获得足够大的射频功率的装置。
射频功放是发送设备的重要组成部分。
二．射频功放的分类1．放大器按照电流通角的不同，可分为A类（甲类）、AB 类（甲乙类）、B类（乙类）、C类（丙类）。
一般的射频放大器工作在A类、AB类、B类、C类状态；我们公司目前所做的射频放大器基本上都工作在A类、B类、AB类状态，个别的工作在C类，工作在AB类状态的居多。
2．射频放大器按照线性改善方法（或按线路组成的方式），可分为功率倒退功放、前馈功放、预失真功放。
3．按放大载波的数量又分为单载波功放与多载波功放。
三．单级功放的线路组成1．直流馈电线路：包括集电极（或漏极）馈电及基极（或栅极）的偏压馈电，馈电线路的原则：对直流是短路的，对射频是接近于开路的。
直流馈电线路处理的好坏是射频放大器稳定工作的重要条件之一。
2．输入输出阻抗匹配电路：由于功率管的输入输出阻抗一般都很低，我们要通过匹配网络将其匹配到较佳状态。
正确设计与调整匹配网络，对于放大器的增益和效率具有重要意义。
3．印制线拐弯：在射频电路中，如果需要线路拐弯，要考虑高频效应，必须用45°拐弯，大信号的印制线要做如下图所示的处理。
图射频印制线的拐弯处理四．温度补偿及增益控制由于功放管的静态工作点会随着温度的变化而变化，这样会引起增益的变化，我们可以通过温度敏感器件来对功放管的静态工作点(用温度补偿二极管)及整个放大通道的增益(用温度补偿衰减器或压控衰减器)进行补偿控制，以致于使功放在温度变化时其增益、输出功率不发生较大的变化，从而也是线性指标不发生较大的恶化。
Ku波段300WBUC线性固态功放研制
Ku波段300WBUC线性固态功放研制作者：周二风来源：《无线互联科技》2021年第20期摘要：文章介绍了一种Ku波段300W BUC线性固态功放的研制。
该功放采用12路氮化镓功放芯片，通过波导功率合成技术和预失真技术相结合的方式，实现连续波输出功率可达300 W，线性度三阶互调可达-27dBc@52dBm以上，谐杂波抑制度可达-60dBc以上的性能。
固态功放效率高达20%，同时其功放内部自带频率源和上变频功能。
功放具有高集成度、高稳定性、高可靠性等特点，并具备完善的监控保护功能和友好的人机交互界面，可面向工程化应用，满足卫星通信系统中央站或区域站需求。
关键词：氮化镓功放;预失真;功率合成;上变频模块0 引言随着卫星通信系统的飞速发展，系统对高效、宽带大功率固态功放的需求与日俱增，大功率固态功放作为微波、毫米波发射链路中的核心设备将逐渐取代行波管放大器，其在线性度、使用寿命和可靠型等方面具有明显优势。
同时，通信产品的高集成化趋势日益明显，大功率通信系统射频前端高集成化也是大势所趋。
本文介绍了一种Ku波段300W BUC线性固态功放工程研制，其具有高集成度、高线性度等特点。
该功放连续波输出功率可达300W以上，三阶互调线性度高达-27dBc@52dBm。
此外，固态功放还具有友好的人机交互界面及完善的监控保护功能，工程实用性较强。
1 整机方案设计及工作原理根据固态功放功能将其划分为BUC上变频及功率驱动单元、Ku 300W末级功放单元以及电源和监控处理单元等部分，并将其集成于标准3U机箱内。
该固态功放同时具有失锁、过压、过流、过激励、过反射、过温等告警保护功能，采用内嵌式操作系统控制方式，具有高效的多任务处理能力。
此外，人机交互通过彩色触屏监控，方便工程应用。
该固态功放的主要功能是将来自卫星Modem中频信号进行上变频，同时对上变频后的射频信号进行功率放大，以至于射频信号能量足以发射到空间卫星转发器，以此满足卫星通信功率需求。
微波高功率固态放大器技术综述
师，２０１６ 年国家杰出青年科学基金获得者，主
要研 究 方 向 为 毫 米 波 集 成 电 路 与 系 统．
ｍａｋａｉｘｕｅ＠ ｕｅｓｔｃ．ｅｄｕ．ｃｎ
１ 新加坡科技与设计大学，新加坡，４８７３７２
２ 电子科技大学 物理电子学院，成都，６１００５４
当前砷化镓工艺包含两大类器件工艺：赝调制掺杂异质结场效
造工艺，而每种工艺对功率放大器有着不同的特点或优势． 对于工作
频率不高于 １００ ＧＨｚ 的芯片而言，砷化镓和氮化镓材料具有功率方面
的优势 ［１⁃２］ ．如果频率作为器件的首要考虑，那么选用磷化铟器件制作
的功率放大器其频率可以高到 ５００ ＧＨｚ 以上 ［３］ ． 当然，对于工业制造
来说，产品的成本也是功率放大器设计以及量产的重要因素，特别是
Copyright©博看网 . All Rig，２０１７，９（１） ：８⁃１４
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） ，２０１７，９（１） ：８⁃１４
于实验的低噪声放大器可供参考
［１５］
１ ２ 氮化镓
．
氮化镓器件具有高的电子迁移率和高的击穿电
压，是高效率大功率放大器设计的首选，其工作频带
范围可以从直流到接近 １００ ＧＨｚ．在 ０ １ 和 ０ １５ μｍ
特征栅长的器件问世后，多个工作频率超过 ７０ ＧＨｚ
击穿电压低，并且晶体管的电流耐受能力不高，其最
ＴＧＡ４７０６⁃ＦＣ 芯片可在 ７６ ～ ８３ ＧＨｚ 的频率范围提供超过 １５ ｄＢ 的增
固态射频电源工作原理
固态射频电源工作原理哎呦，说起来固态射频电源，这玩意儿在我们这个通信领域里那可真是如日中天啊。
你们知道固态射频电源是个啥吗？我就给你们细细道来。
这固态射频电源，说穿了，就是一种把电能转换成射频能量的装置。
简单点说，就相当于我们的手机充电宝，只不过充电宝是给手机充电，这固态射频电源是给咱们的通信基站充电的。
记得有一次，我在实验室里看到固态射频电源，那个小家伙长得还挺帅气的。
一身黑衣，肚子圆滚滚的，像个小型的洗衣机。
外壳是金属的，光滑得能照出人影，一看就是工业级的。
说起来，固态射频电源的原理啊，其实也就是那么回事。
它主要是由功率放大器、功放控制电路、电源管理电路、开关电源等组成的。
这其中的关键部件，就是功率放大器，这东西就像是固态射频电源的“心脏”。
那功率放大器是怎么工作的呢？我来给你们画个图，你们就明白了。
首先，它把电网的交流电转化成直流电，然后经过整流、滤波、稳压等一系列操作，最终得到稳定的直流电压。
这直流电压呢，就是固态射频电源的能量来源。
然后，这功率放大器再利用一个叫做“开关管”的东西，快速地开关这个直流电压。
这样一来，电压在开关管的两个电极之间就产生了一个高频的射频电压。
这射频电压再经过一个叫做“匹配网络”的部件，就变成了我们需要的射频能量。
看着这固态射频电源在实验室里工作，我那心里别提多美了。
你们知道为什么吗？因为这固态射频电源的性能，那可是一流。
它不仅效率高，体积小，而且还能适应各种恶劣的环境，稳定性那是一流的。
哎，说起来这个固态射频电源，我还想起了咱们国家在通信领域的发展。
咱们国家在这方面的进步可真是神速，从当初的2G、3G，到现在的4G、5G，每一步都走得稳稳当当。
这其中的功劳，固态射频电源可是功不可没啊。
最后，我还要说一句，固态射频电源这东西，虽然看起来很复杂，但其实原理还是很简单的。
只要我们用心去研究，就一定能掌握它的精髓。
这样一来，咱们的通信事业就能更上一层楼。
嘿，别看我话不多，但我是真心为咱们国家的通信事业感到自豪啊！。
微波源分类
微波源分类微波源是指产生和发射微波信号的设备或装置。
根据微波源的工作原理和应用领域的不同，可以将微波源分为多种类型。
本文将从不同角度对微波源进行分类。
一、根据微波源的工作原理分类1. 振荡器振荡器是一种能够自主产生连续稳定微波信号的微波源。
常见的振荡器包括谐振腔振荡器、反射式振荡器等。
谐振腔振荡器是利用谐振腔的谐振模式来产生稳定的微波信号，广泛应用于通信、雷达等领域。
反射式振荡器则是通过反射回路中的反射元件来实现振荡，具有较大的输出功率和较宽的频率范围。
2. 放大器放大器是一种能够将输入微弱的微波信号放大的微波源。
放大器通常由功率放大器和低噪声放大器两大类组成。
功率放大器主要用于将微波信号的功率提高到一定水平，以满足通信、雷达等应用对高功率信号的需求；低噪声放大器则用于提高微波信号的信噪比，保证接收系统的性能。
3. 频率合成器频率合成器是一种能够根据输入的参考信号生成特定频率的微波信号的微波源。
频率合成器通常由频率相锁环、倍频器、混频器等组成。
通过调整输入参考信号的频率和合成模块的参数，可以实现对微波信号频率的快速、准确合成。
二、根据微波源的应用领域分类1. 通信微波源通信微波源主要用于无线通信系统中的基站、卫星通信、微波传输等。
通信微波源要求具有较高的输出功率、较低的相位噪声和频率稳定性，以保证通信信号的传输质量和可靠性。
2. 雷达微波源雷达微波源主要用于雷达系统中的发射机，用于产生并发射雷达脉冲信号。
雷达微波源要求具有较高的输出功率、短脉冲宽度和较低的相位噪声，以实现雷达系统的远距离探测和高分辨率成像。
3. 科学研究微波源科学研究微波源广泛应用于物理学、化学、生物学等领域的实验室研究中。
这些微波源通常需要具有较高的频率稳定性、调谐范围和输出功率，以满足不同实验的需求。
4. 医疗微波源医疗微波源主要用于医学影像设备中的磁共振成像（MRI）、放射治疗等。
医疗微波源需要具有较高的频率精度、输出功率和较低的相位噪声，以保证医学影像的准确性和治疗效果。
固态微波功率源
固态微波功率源
1固态微波功率源的介绍
固态微波功率源是一种利用固态技术来代替传统的机械扰动技术的新型微波功率源。
固态微波功率源主要由激光器、复合玻璃以及放大器组成，能够实现定向操控、高精度定位。
它能够产生高功率脉冲、宽频调制信号，使用成本较低，具有稳定的性能，且需要的空间小，安全可靠性高，因而得到了广泛的广泛应用。
2固态微波功率源的工作原理
固态微波功率源的核心原理就是在采用激光器的脉冲调制驱动的基础上，通过半导体复合玻璃的偏振特性，把激光脉冲调制信号转换为宽频脉冲信号，最后通过放大器把脉冲信号变为高功率信号。
整个脉冲调制过程可以通过控制固态微波功率源的操作手段进行控制，能够实现定向操控，从而达到准确定位的目的。
3固态微波功率源的应用
固态微波功率源由于具备空间小，安全性高，稳定性高，可靠性高，使用成本低等优点，在航空航天，医疗器械，军事科技，通信技术以及无线数据传输等行业都得到了广泛的应用。
比如，有的航空航天器，需要固态微波功率源把射频脉冲转换为振荡器脉冲，以及把脉冲信号传送到定位系统中或进行通信；在医疗器械方面，则可以利用固态微波功率源处理超声信号或其它生物信号，提高医疗器械的体验和安全性；同时还可以用来处理无线数据传输，提高信号质量，传输
距离更远;在军事科技方面，可以使用固态微波源进行目标搜索、定位等应用。
总之，固态微波功率源的发展已经使微波电子技术取得了进一步的发展，在更多行业中大大提高了效率，为人们应用提供了更多便利。
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功率等级，1KW、3KW、5KW、6KW 频率范围，5MHZ-30MHZ，30-60MHZ 可靠的保护功能，输出驻波异常保护，输入功率异常保护 低成本，小尺寸，3U\4U 机箱 高线性度，高可靠性，平均无故障时间大于 20000 小时 低噪声，低相位误差 用途：0.5T-3T 医疗 MRI 设备、MR 设备
MRI 射频功放
作为磁共振成像设备中射频系统重要的组成部分，射频功放 在发射通道中发挥着重要作用。高效率，高线性，高可靠性 以及高功率是射频功放最重要的技术指标。我们采用先进的 LDMOS 半导体器件，实现宽范围输入信号下的高线性度； 工作于 class AB 状态的功放实现高效率和高功率的完美结合； 精湛的生产工艺、完善的测试流程和质量管理体系保证每个 产品的高可靠性。
微波等离子灯——一种新的光源：由开关电源、微波固态源、 谐振腔、灯泡五部分组成。拥有绿色光源的称号，有高显色性， 光谱特性好，因为采用无极灯泡，使用寿命长，光衰小，采用 独特的控制方式，低功耗，能效高。
等离子体微波源采用全固态器件，由振荡电路、前置放大器、 数控衰减器、推动功率放大器、末级功放、正向和反向功率检 测电路、MCU 处理电路。 通讯接口采用 DB15，能实现手动控制和自动控制的随意选择， 功率检测，反射功率检测，模块各部分工作状态都通过 RS485 输出，方便客户诊断和排除使用过程中的故障。
在微波等离子体应用中，对固态源和负载的适应能力要求苛 刻，在启动时，等离子体还未形成，相当于负载呈开路状态，随 着等离子体的逐渐形成，负载状态趋于好转。因此，能否适应负 负开路是固态源的一个重要指标，我们的固态源采用特有的技术 方案和健壮性好的功率器件，完全能适用负载不断变化的应用。
固态源
匹配网络
等离子 体发生 器
原理框图
锁相环频率源
推动
末级
微控制器 功率、电源、温度等控制
特性
输出自动功率控制 使用各种变化的负载 谐 波 ：＞30dBc 供电方式：交流 220V 或者直流 冷却方式 : 强迫风冷 控制和显示：MCU 控制，RS485 通讯协议 手动启动，低电平有效 功率正、反向检测 过温保护，机箱内温度超过 50 度，实现自动关机。 过载保护，负载驻波大于 3.5 时，实现自动关机。 过电流保护，整机电流异常时，实现自动关机。 平均无故障时间：＞＞30000 小时
特性
频 率 ：2450MHZ、915MHZ、433MHZ、40.68MHZ 频率稳定度高 输出功率可以连续调节 ，稳定度高 驻 波 比 ：Max3.5 谐 波 ：＞30dBc 供电方式：交流 220V 或者直流 冷却方式 : 强迫风冷 控制和显示：MCU 控制，RS485 通讯协议
VS
安 全 性：阳极需要上千伏高压
VS
体 积：低频点磁控管，体积庞大 VS
使用寿命：3000 小时
VS
稳定性能：长时间使用功率衰减严重 VS
供电系统：供电系统复杂且需要高压 VS
控制性能：复杂的输出功率控制方式 VS
直流供电，小于 50V 体积和频率没有必然的关联 大于 30000 小时 输出功率无衰减 供电系统简单，仅需要普通开关电源 简单的输出功率控制方式
手动启动，低电平有效
功率正、反向检测
过温保护，机箱内温度超过 50 度，实现自动关机。
过载保护，负载驻波大于 3.5 时，实现自动关机。
过电流保护，整机电流异常时，实现自动关机。
平均无故障时间：＞＞30000 小时
应用 应用于各种肿瘤热疗机、皮肤类热疗设备和热疗美容设备
使用框图
末 级
预
输入
放
功
末
率
级
推
分
动
配
器
末 级
功
率
合
成
滤波器
耦合器 输出
器
末 级
电源输入
电源控制 增益控制、功率控制和保护电路
特性：
门控精准，时间小于 100nS 频响特性好，0.1dB 不平度（偏离中心频率 200KHZ） 输入信号幅度过大，电路保护 输入输出相位变化小于 10 度 输出驻波比最大 3.0 谐波：二次谐波优于 25dB，三次谐波优于 15dB 噪声:150dBm/Hz （底噪）， 80dBm/Hz （非底噪） 控制和显示：MCU 控制，RS232 通讯协议 功率正、反向检测 过温、过流、过载保护 功率稳定度：0.5dBm/3000H 平均无故障时间：＞＞30000 小时
热疗机固态微波源是专业应用于各种频段医用肿瘤热疗机的固态微波设备。采用全固态微波功率器件，分 不同功率等级，并实现功率任意调节；PLL 锁相环技术，频率稳定度高；拥有完善的保护电路，适用于不同驻波 比的负载；MCU 全方位检测和控制模块状态，RS485 通讯协议，更方便的实现对模块状态的检测、显示和控制。
针对工业、医疗领域对微波功放模块严苛的要求，飞环电子依托 NXP 半导体器件， 结合长期的实践和大量极限试验，总结出适用于各种应用场合下功放模块的特殊设计和 制造方法，使公司产品的可靠性和稳定性得到极大的提高。
让客户和合作伙伴满意是我们经营的基本原则，为客户提供性能卓越的产品是我们 坚持不懈的追求，成为 ISM 领域功放模块最强品牌是我们的理想！
、 、、
低场核磁共振成像系统射频功放：
功率等级，50W、100W、200W、300W、500W 频率范围，10MHZ-30MHZ 保护，输出驻波保护，输入功率保护，过温保护 小尺寸，低成本 高线性度，高可靠性，平均无故障时间大于 20000 小时 低噪声，低相位误差 精准的门控，延迟小于 100nS 用途：MRI 教学仪器、食品检测、植物种子无损检测、
检测 输出
肿瘤热疗机微波固态源
肿瘤微波热疗机是一种全新的“绿色”非接触式治疗 方法，利用微波的热效应将病灶组织加热到一定温度， 从而杀死癌细胞而不损伤正常细胞。不同的频率在人 体组织中穿透的距离也不一样，达到的治疗效果也有 差异，常用的频率有 40.68MHZ，433MHZ，915MHZ， 2450MHZ。一直以来，因为价格的优势磁控管做为微 波源在肿瘤热疗机中占主导地位，随着对产品可靠性、 高安全性要求的提高，微波固态源其特有的优势已经日 益凸显并被认可。
成都飞环电子有限公司
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成都飞环电子有限公司致力于射频功率放大器，微波固态功率源，为客户提供射频微 波器件以及技术方案和解决方案。产品包括功放板、功放单元和固态微波源，我们也可 根据客户需求做定制化设计，提供系统解决方案。我们的产品面向工业、医疗、科学研 究和广播电视、通信、军事等领域，功放和固态源模块输出功率等级由几瓦到几十千瓦。
交流输入
直流电源
固态微波源
MCU 控制板
辐射器
电偶测温
显 示 屏
微波等离子体微波固态源
微波等离子体相对于直流放电和射频放电有着明显的优势， 密度高、电离度高，有更高的电子温度，且可在多种气压条件 下进行。微波激励等离子体已经广泛应用于物质检测的光、色 谱分析仪，等离子切割，喷涂，刻蚀，表面清洗，照明等。
功率输出
岩石标本检测等 MRI 成像系统
MRI 射频功放由驱动功放、数控步进衰减器、末级功放、输入和输出功率检测电路、多功能自动控制电路组成。 功率放大器中设置有一个多功能控制保护电路。多功能控制保护电路由三部分组 成：检测、采样保护、MCU 控制。 多功能控制保护电路保证固态功率放大器的可靠稳定工作，在输入信号过大、过热、开路、短路、过流情况下保护 功放,并提供功放的工作状态。当确认故障排除后，可通过远程恢复， 推动功率放大器自行启动进入工作状态。 原理框图：
飞环电子成立于 1992 年，一直以来提供射频、微波功率器件在民、军品上的应用， 提供技术方案和解决方案，拥有一批经验丰富的专业工程师、技术、生产和质量管理人 员。公司以专业的技术，为专业的领域提供专业的产品和技术服务；产品以精益求精的 技术为后盾，不断创新和探索，适应各个领域的应用需求；诚信的态度，务实的作风赢 得客户的广泛好评。