新型固态发射机结构设计
一种空管S波段30kW固态发射机的设计
关键 词 ： 空管一次雷达 ； 固态发射机 ； 任务可靠性 ； 在线更换 ； 数字化监测
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｓ Ｂａ ｎ ｄ ３ ０ ｋ Ｗ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ － ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｔ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ＡＴＣ Ｒａ ｄ ａ ｒ
ｔ ｕｒ ｅ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ＡＴ Ｃ ｐ ｒ ｉ ｍａ ｒ ｙ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ；ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ — ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｔ ｔ ｅ ｒ ；ＭＴ ＢＣ Ｆ；ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｉ ｎ ｇ ；ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
范宁松 ， 夏 达 ， 任治 国
（ 南京 电子技 术研 究所 ， 南京 ２ １ ０ ０ ３ ９ ）
摘要 ： 介绍 了一种 ｓ波段 ３ ０ ｋ Ｗ 空管雷达固态发射机 的性 能指 标 ， 阐述 了发射机射频链路 、 监控保护 、 电源 和冷却各部 分 的设计特 点和实现方法 ； 其次 ， 针对空管雷达发射机的特殊需 求 ， 描述 了在线更 换技术 和数字化检测 技术 ； 最后给 出了发 射机性能测试结果 。本发射机 的成功研制 ， 可 为今后其他 固态发射机设计提供参考 。
０ 引 言
空管一 次雷 达是实 施空 中交通 管制 Байду номын сангаас主要 设备 之
一
因此 在保证 主要性 能 指 标 的 同时 ， 发 射机 研 制 重 点研
究 了如何提 高发射 机 的在线 维 修 能力 ， 以及 实 现 功能
更强 的发射 机监控 能力 。
，
可 用 于观测机 场 附近 的空 中交 通情况 。在 ２ ０世 纪
L波段固态发射机中1.5kW功放组件的研制的开题报告
L波段固态发射机中1.5kW功放组件的研制的开题报告一、选题背景L波段固态发射机中1.5kW功放组件是无线通信系统中的核心部件之一，其性能直接决定了整个系统的工作效率和稳定性。
现有的L波段1.5kW功放组件多采用大功率晶体管结构，但存在功率损耗、温度敏感等问题。
因此，研发一种基于新型晶体管结构的L波段1.5kW功放组件，具有很高的实际应用价值和广阔的市场前景。
二、研究内容和目标本研究旨在设计和制造一种基于新型晶体管结构的L波段1.5kW功放组件，其具体研究内容包括：1. 设计新型晶体管结构模型并进行仿真分析。
2. 制定适合该模型的制备工艺流程。
3. 开展制备工艺实验，对样品进行测试和分析，得出性能数据。
4. 对实验结果进行分析和总结，评估制备工艺的可行性和优越性。
三、研究方法1. 理论研究：对新型晶体管结构进行理论分析，建立仿真模型，分析其电路特性，为后续实验提供理论依据。
2. 实验制备：根据理论研究结果和仿真模型，制定制备工艺流程，进行样品制备。
制备工艺需考虑晶体管结构的制备方法、器件参数和工艺条件等因素。
3. 性能测试：对制备的样品进行性能测试，主要包括功率输出、频率响应、线性度、噪声等方面的测试。
测试过程中需对各项参数进行记录和分析。
4. 数据分析：根据实验测试结果，对数据进行分析和总结，评估制备工艺的可行性和性能优劣，为后续优化工作提供依据。
四、研究意义1. 推动晶体管结构的创新和技术进步，提高发射机的功率和效率。
2. 为无线通信系统的可靠运行提供关键性零部件和技术支撑。
3. 提高我国在高频电子器件及制造工艺方面的技术水平和竞争力。
五、计划进度本研究的计划进度如下：1. 2022年1月-2月：制备工艺流程制定和优化。
2. 2022年3月-5月：样品制备和性能测试。
3. 2022年6月-8月：数据分析和总结，制备工艺的优化。
4. 2022年9月-11月：进一步的尝试和实验，完善制备工艺流程。
14-固态雷达发射机技术1[1]
![14-固态雷达发射机技术1[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/147c7e96eefdc8d376ee32f9.png)
（3）微波功率晶体管S参数表征法
（4）微波功率放大器设计准则
• 全固态雷达发射机组成和特征
（1）全固态雷达发射机类型
集中式 分布式 行馈
（2）固态发射机功率合成技术
2
Ⅰ.概述
（1）发射技术
把低频50周或400周交流能量（少数直流电能—蓄 电池）转换成高频几十兆赫至几十千赫射频能量经馈线天 线系统向空中发射。
5
Ⅱ.固态发射技术基础
（1）微波功率晶体管
Si双极晶体管： 频率：几兆赫到4GHz—短波，VHF,UHF(P波 段)，L波段，S波段
增益：十几—（6～7）dB
MOSFET LDMOS： 同上
GaAsFET
频率： 4GHz-40GHz
增益： 8-4dB
固态毫米波器件IMPATT，GUNN
IMPATT：Impact Avalanch Transit Diode
3）宽带晶体管放大器的设计：宽带含义大于30% a. 采用共基极电路
b.低频端用双调谐电路，3dB带宽为 2 倍。 c.多级放大器用参差调谐，两级参差增加 2 倍。
d.选择优质输入调谐电容，并尽可能紧接管子输入端并要求寄生电 感非常小，损耗小。
e.采用衰减频率特性有一定斜率的输入匹配网络。 f.采用内匹配晶体管。 g.选用甲类工作状态。
波比
8
微波晶体管功率放大器的阻抗匹配设计法和S参数设计法是从各个不 同方面来描述放大器设计过程。
阻抗匹配： 前提电路稳定工作，原理上输入、输出电路共轭匹配， 放大器输出功率最大。发挥晶体管最大潜力，所需数据少， 不能预测稳定性，没明确Gp，Pout表达式。
S参数法： 从电路稳定性出发，得出放大器的插入功率增益和输出功 率，满足集电极（漏极）效率，输入共轭匹配，输出由
S模式二次雷达发射机设计
S模式二次雷达发射机设计
[摘要]随着微波晶体管技术的成熟与应用，越来越多的雷达发射机使用采用微波晶体管技术的固态发射机，尤其是在低频段雷达发射机中，采用微波晶体管技术的固态发射机基本上已经代替真空管发射机在低频段雷达中广泛应用。
S模式二次雷达发射机采用的是固态雷达发射机，本文简单介绍S模式二次雷达固态发射机的系统组成、工作原理及设计方法。
雷达发射机的核心部件是发射组件，在本文中重点介绍发射组件的设计。
【关键词】S模式；二次雷达；固态发射机；设计；功率编程
1、系统组成与工作原理
S模式单脉冲二次雷达发射机是双套冗余系统，每套系统包括发射电源插件、∑发射组件、Ω发射组件，与接收分系统安装在分机内，S模式单脉冲二次雷达每个收发机柜安装一部收发分机，两套收发分机完全相同。
发射系统中∑发射组件的中的射频信号脉冲宽度较宽，占空比较大，要求组件有较大的散热片，Ω发射组件中的射频信号脉冲宽度较窄，占空比较小，组件散热片可以比较小，但为了增强组件的互换性，需要把∑发射组件、Ω发射组件设计成完全相同的组件，这样在增强组件互换性的同时，也减少了备件的数量，节约成本。
发射组件的作用是将激励源输出的小功率信号电平放大至所需的信号电平，输出输出信号然后通过低通滤波器滤出高次谐波后，将信号送到射频切换分机，由射频切换分机选择后送至馈线系统，最后由天线发射出去。
GATESAIR ULXT-4全固态液冷UHF波段数字电视发射机简介
• 207•ELECTRONICS WORLD・技术交流GATESAIR ULXT-4全固态液冷UHF波段数字电视发射机简介山东省新闻出版广电局泰山转播台 陈 鹏GATESAIR MAXIVA ULXT-4型数字电视发射机使用了具有RTAC功能的Maxiva M2X™激励器，最新的50VDC LDMOS功放器件以及新的高效紧凑的电源模块。
本文通过对发射机结构和性能的介绍，使相关技术人员更好的了解熟悉此发射机，并利用好此以设备服务于广播电视的安全播出事业。
1 引言此前泰山转播台44频道、48频道均使用北京吉兆公司生产的数字1KW电视发射机单机播出，2018年初安装了两台GATESAIR MAXIVA ULXT-4型数字电视发射机作为两个频道的主机使用。
该型号机器是GatesAir公司基于PowerSmart3D技术的液冷电视发射机。
强大的技术融合使发射机在射频输出性能、整机和各部件效率、主要参数指标和系统软硬件可升级性等方面达到业内领先。
模块化设计使得安装简单、维护量低，这些优点都极大的减少了发射机生命周期内的维护成本，做到了安全播出和节能降耗之间的较好平衡。
2 发射机的系统原理（图1）经适配器适配后的ASI信号经激励器放大后输出射频信号（功率为100mw），此信号送至IPA放大后，再经四分配器送至四个功率放大器继续放大信号，四合成器合成四路输出后，经过4口定向耦合器和低通滤波器后输出，经天馈线系统向外界发射，进行无线覆盖。
图1 ULXT-4型发射机框图3 发射机的构成及详解该型号发射机的整机构成主要由主控系统、功放单元（IPA和PA），Maxiva M2X激励器，配电单元、液体冷却系统、无源部件等部分组成。
3.1 主控系统作为发射机的核心系统，ULXt-4数字电视发射机的主控系统至关重要。
它可以设置和查看发射机各部分运行状态以及发射机的基本配置。
通过简单、易用的前面板控制按键和指示灯，可以监测和深度诊断发射机运行状态，包括升降功率或更改其他设置。
S波段全液冷固态发射机设计
S波段全液冷固态发射机设计由金光;姚武生;郑智潜【摘要】介绍新研制成功的应用在相控阵雷达的全液冷固态发射机.分析了本发射机系统组成与工作原理,重点介绍了采用的监控设计技术、电磁兼容技术、液冷热设计等技术.测试表明,该发射机能很好地满足各项技术指标的要求.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2017(037)001【总页数】5页(P37-41)【关键词】相控阵雷达;固态发射机;功放组件;热设计【作者】由金光;姚武生;郑智潜【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所,合肥230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所,合肥230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所,合肥230088【正文语种】中文【中图分类】TN834随着科技的发展和现代战争的需要以及射频固态大功率放大技术的日益成熟,多功能相控阵雷达的运用也越来越广泛,同时对发射机在输出功率、体积、质量、幅相一致性及可靠性等指标上也提出了越来越高的要求。
本文介绍一种用于S波段全液冷固态发射机的设计过程,并对其关键技术、模块化设计及液冷热设计的方法都进行了深入的探讨。
本发射系统在遵循模块化、标准化及保证技术指标的基础上,所有功能模块采用串口通讯技术,既减少了阵面机柜走线,同时也提高了阵面通讯的可靠性；通过对主电源的均流供电,提高了系统的可靠性；采用阵面液冷源结构,避免了长期使用水铰链导致雷达可靠性存在的问题。
该发射机的指标要求如下：1.1 系统组成及工作原理本发射机属于分布式放大发射机,主要由以下几部分组成：微波放大链、控制保护系统、大功率开关电源、液冷系统。
其原理框图如图1所示。
发射机的基本工作原理如下：从频率源送来的RF信号,经一激励放大组件(在接收分系统内,设有射频信号监测及保护功能)放大并一分为二,每路输出1.5 W左右,之后每路RF信号送至发射机柜上下两层；RF信号先经一移相功分组件,一分十六,每路至每行发射机输入端口(即功放组件输入端口)处的幅度为10 dBmW±1 dB,将32个行发射机分别放大后,每行输出1 kW以上的功率,馈送发射线源。
ts-03c全固态中波发射机插拨式单元结构分析及其关键点探析
(2)测试点参数推进创新理论探索创新实践标记说明限定值V D C电源电压30±0．5VI D C 功放电流(每安培对应O 1V )40-一100A F W DR F 输出功率(正常值为3．5V )3．3—-3．7VR EL R F 反射功率(3．5v 对应印w )<3．2Vl NR F 输入功率(3．5v 对应o ，5w )2．5—3．7V o C模块温度(每度对应01v )<75℃0N G N A N C H U A N B 0业务研究一技术园地三、A V l 52射频放大器的检修维护1、故障检修实例2(1)1．5K w 放大器输出功率偏低且无报警将发射机输出调到正常值的50％，将所检查模块对应的电源开关关闭，打开模块上盖以及R F CO N T R O L 的屏蔽盖。
检查发现R F 输入检测电压正常，T 1管的静态工作点电压200m V 左右正常。
在测量R F C O N T RO L 电路中交流通路隔直电容电压时发现此电压过低，此电压正常值为4．3V ，加电后升到6．25V 。
如果此电压值过低，将造成整个放大单元输出偏低。
检查发现稳压二极管D 3的稳压值低，更换稳压二极管D 3故障排除。
12)A 5告警。
1．5K W 放大器输出功率下降将发射机输出调到正常值的50％，将所检查模块对应的电源开关关闭，打开A 5放大单元的屏蔽盖。
测输入电压是30V 正常：测静态工作点电压在50m V 左右，表明有一个M O S 管坏：再测取样电阻两端电压不等于10m V ，调电位器无变化而且栅极电压超过4V ，表明该M O S 管坏，更换后故障排除。
2、A V l 52射频放大器的日常维护由于A V l 52射频放大器工作在高电压大电流状态下，故障率较高，本人在日常维护中发现要注意以下几点：(1)在日常维护中要定期测量、记录功放模块的工作参数，并将数据与功放模块以前的数据相对比，和工作中的其他功放模块数据相对比，一有异常及时排除。
阵列式固体火箭发动机
阵列式固体火箭发动机阵列式固体火箭发动机是一种新型的火箭发动机设计，采用多个固体火箭发动机的阵列布置，以提高火箭的推力和灵活性。
这种设计在航天领域具有重要的意义和应用价值。
阵列式固体火箭发动机的设计思路源于对传统单个固体火箭发动机的优化和改进。
传统的固体火箭发动机由于推力和灵活性有限，对于大型载荷的发射和航天器的精确操控存在着一些问题。
而阵列式固体火箭发动机的出现，打破了传统的限制，为航天领域带来了更多可能性。
阵列式固体火箭发动机通过将多个固体火箭发动机布置在航天器的不同位置，可以实现推力的叠加效应。
这样一来，火箭的总推力将大大提高，可以轻松应对更大的运载需求。
例如，适用于载人登月任务的阵列式固体火箭发动机可以提供更强大的推力，使得登月舱能够顺利抵达月球表面，同时也提高了返回地球的安全性。
此外，阵列式固体火箭发动机的阵列布置也使得航天器的灵活性大大提高。
传统的火箭通常只能在一个方向上提供推力，而阵列式固体火箭发动机则可以根据需要调整火箭的推力方向和力度。
这为航天器的操控和姿态调整提供了更多选择，提高了航天任务的精确性和成功率。
尽管阵列式固体火箭发动机具有很多优势，但它也面临着一些挑战和问题。
首先是火箭发动机之间的协同问题。
由于阵列式固体火箭发动机由多个独立的单元组成，需要通过复杂的控制系统来实现各个单元之间的协同作用。
这要求火箭设计师具备高水平的技术能力和协同能力。
其次是阵列式固体火箭发动机的成本问题。
由于需要生产并维护多个固体火箭发动机单元，阵列式固体火箭发动机的成本相对较高。
因此，在使用阵列式固体火箭发动机时，需要在推力和成本之间进行权衡和考量，确保火箭设计的可行性和经济性。
综合来看，阵列式固体火箭发动机是一项具有重要发展前景的技术。
它的出现为航天领域带来了推力和灵活性的双重提升，为载人航天和深空探索等领域的发展提供了新的可能性。
然而，要实现阵列式固体火箭发动机的商业化应用，还需要进一步的技术研究和经济分析。
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插座!同时设计分机和机架#插头和插座间的导向定位 装置!快速完成分机在机架中的安装和电讯连接" 在 以往的设计中!只考虑了插头插座间的导向定位!忽略 了分机在机架上的导向定位连接! 因此抗冲击振动性 能差!影响了运输适应性" 一般情况下!发射机机架和方舱的尺寸误差较大! 而发射机功率输出法兰位置是有严格要求的" 以往通 过设计多种长度馈线以适应输出口位置! 在该高机动 雷达中!首次将合成器设计成在机柜内浮动安装!巧妙 利用合成器与末级功放组件相连的高频同轴电缆的柔 性!通过调整合成器与机架# 方舱的相对位置! 比较好 地实现了发射机功率输出口的位置要求"
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$!引!言
固态发射机比电子管发射机有着高得多的可靠性等 特点!其高成本问题也随着微波功率管制造工艺的不断 发展和完善而逐步得到解决!因此固态发射机的应用越 来越广泛" 特别是在高机动雷达领域!固态发射机更因 其良好的抗振动冲击性能#可以较好的满足现代战争对 雷达越来越高的高机动性要求而得到特别青睐" 固态发射机有分布式发射机和集中式发射机两种 结构%分布式发射机主要应用于有源相控阵体制雷达! 其& I 4组件单元#开关电源以及其他分机寄生于天线 骨架或分散安装布置! 没有相对完整独立的发射机结 构$集中式发射机具有独立的发射机结构!其分机结构 与分布式发射机基本相同" 本文主要介绍某高机动雷 达集中式固态发射机新型结构设计"
第 "( 卷!第 " 期 !"$$K 年 " 月
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结构技术
新型固态发射机结构设计
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! 摘要" !介绍了某高机动雷达集中式固态发射机的新型结构!整个发射设备集成安装于一只方舱内!功放组件和开 关电源分机共用静压箱!只要一只风机供风!首次设计应用矩形分配器和合成器" 分析了整机结构# 安装和连结# 冷却设 计以及主要分机结构设计特点" 该新型结构设计精简了发射机结构! 操作维护方便! 节省了开机时间! 提高了发射机性 能" 论文最后提出了固态发射机的结构研究方向" 对固态发射机设计研究具有一定的参考价值" ! 关键词" !固态发射机$固态功放$功分器$合成器$开关电源 中图分类号#& ’ (%!!文献标识码#)
流通截面积 ,& ’ () ($ " " " " #" -#$ . " -#$ . D !, &# + D &# + "
当量直径 ’ & !.! ’* * (D D & "(!." ! ’ &U + / 0 &) " & ".! OOS! 温升 ! 根据使用环境!取进风温度 1 1 2# R 2 R K%S!则单个组件所需风量为 (S!出风温度 1 2" R
压力损失
" # 6 7 " 5&U : &O + PV/ : * D &OPW ! / 0" ; ( <
冷板底部温度 1 =& 导热温差 1 (! ’* &" (% ’ &U + KS ! # && " 接触热阻引起的温差 1 9 (S ! 4 @ &K + " &" 晶体管结热阻引起的温差 9 1 ! % &" A &(#S 1 1 1 1 晶体管结温%1 #OKE #S! 可 ! ! ! AR =Y # Y " Y % R 满足国军标对晶体管的降额工作要求" 开关电源的主要发热元器件有开关管#整流管#整 流桥和变压器!每只开关电源冷却的功率约为 PO Q! 计算可得所需风量为
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空气质量流速
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"!安装及连接设计特点
为保证发射机各分机能够实时快速更换! 所有分 万方数据 机正面安装 " 因此!分机背部安装插头!机架安装浮动
空气流速 8&3* "" DI 6 &, ’ &% + #
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首次将开关电源和功放组件左右排布! 巧妙设计 共用静压箱和送风孔板! 由一只风机供风" 与以往上 部安装功放组件#下部安装电源组件#上下静压箱分别 由两只风机供风的结构比较! 这一新结构不但减少了 设备和重量!降低了重心! 而且方舱高度得以降低 & 高 度问题一直是个难题’ !内部容积率大为提高" 首次设计采用矩形分配器和合成器! 高频同轴微 波连接电缆长度最短且折弯相同!结构整齐美观#安装 维护方便!可随意插拔任一电缆及拆换末级功放组件! 从根本上解决了以往无法随意更换故障末级功放组件 的问题!而且降低了传输损耗!提高了幅相一致性" 由于分机形式和舱内布局作了关键性改进! 使得 方舱不再需要开天窗!消除了舱顶渗漏隐患$两侧面只 需要开四只通风窗!操作人员站在地面就可开窗!松开 后气压升降杆自动支撑窗户到一定角度" 以往方舱上 需要开八只通风窗!而且高度高!操作人员需要爬上载 车平台!才能打开窗户并用支撑杆支起" 开窗这项操 作至少减少一半工作量! 操作时间不到以往的二分之 一!这对雷达的高机动性非常有利"