一种微波脉冲功率放大器栅极馈电的电源电路制造技术

本发明专利技术提供了一种微波脉冲功率放大器栅极馈电的电源电路，包括功率放大器，电源脉冲调制器，隔离开关电源，反馈回路；所述功率放大器的漏极与所述电源脉冲调制器连接，所述功率放大器的栅极与所述隔离开关电源连接，所述隔离开关电源与所述反馈回路连接；所述反馈回路通过零、极点的设置以消除所述电源电路的脉冲电流回线电阻耦合干扰，同时所述隔离开关电源进一步抵消回线干扰。本发明专利技术电源电路解决了微波脉冲功率放大器的栅极干扰问题。波脉冲功率放大器的栅极干扰问题。波脉冲功率放大器的栅极干扰问题。

【技术实现步骤摘要】
一种微波脉冲功率放大器栅极馈电的电源电路


[0001]本专利技术涉及微波功放
，特别是涉及一种微波脉冲功率放大器栅极馈电的电源电路。

技术介绍

[0002]现代雷达、敌我识别等系统中大量使用脉冲微波放大器。脉冲微波放大器以微波功率放大器最为常见。微波功率放大器已成为所有电子战装备的核心部件，它的性能指标和稳定性直接影响到整机的性能和可靠性，因而得到特别关注。
[0003]目前随着系统发射功率向高功率和固态化发展，GaN微波脉冲功率放大器高速漏极调制已成为主流。但此种调制方式造成漏极突发脉冲电流对栅极电压存在严重的干扰，形成正反馈条件，造成放大器自激，尤其在系统联试时，此问题尤其严重。低温工作时情况更加严重。
[0004]GaN功率放大器的栅极必需是负电压，根据不同GaN要求和放大器增益要求，通常为
‑
0.2V～
‑
1V固定电压，目前栅极产生电压多采用非隔离开关电源产生。由于功率放大器体积限制，该开关电源均采用BUCK
‑
BOOST拓扑集成单片开关电源。放大器系统原理构成如附图图1所示。
[0005]由于系统电流为脉冲电流，且dI/dt非常大。以峰值功率200W的微波脉冲功率放大器为例，通常供电电压(漏极电压)为28V，脉冲上升/下降沿dt＝20ns，放大器效率30％，漏极峰值电流I
P
≈23.8A，由：
[0006][0007]其中，ΔV是脉冲电流在分布电感上的感应电压，L为线路的分布电感和1/4波长线等效电感合成，感应电压ΔV会通过电源脉冲调制器进入到栅极电源的输入端。
[0008]另一方面，脉冲电流在回线分布电阻上也将产生地线干扰，并通过电阻耦合效应耦合到栅极电源的输入端。
[0009]由于储能电容的等效串联电阻ESR，以上两种干扰波形无法通过储能电容有效滤除，并在栅极电源输入端形成干扰波形。干扰形成如附图图2所示。
[0010]这些电源线路干扰会通过非隔离开关电源在放大器的栅极形成脉冲调制干扰，当放大器增益较高时就可能形成自激条件(如低温工作)。即使不能形成自激，也会造成微波输出信号有调制包络，频谱恶化。

技术实现思路

[0011]鉴于此，本专利技术的目的在于通过采用栅极馈电的电源电路彻底消除栅极干扰的隐患，栅极馈电的电源电路采用特殊设计的反馈回路零极点设置方法，配合开关频率设置，并采取隔离输出方式。
[0012]本专利技术提供一种微波功率放大器栅极馈电的电源电路，包括：功率放大器，电源脉
冲调制器，隔离开关电源，反馈回路；
[0013]所述功率放大器的漏极与所述电源脉冲调制器连接，所述功率放大器的栅极与所述隔离开关电源连接，所述隔离开关电源与所述反馈回路连接；
[0014]所述反馈回路通过零、极点的设置以消除所述电源电路的脉冲电流回线电阻耦合干扰，同时所述隔离开关电源进一步抵消回线干扰。
[0015]进一步地，所述隔离电源开关的开关频率同步于所述电源脉冲调制器的调制脉冲频率设置。
[0016]进一步地，所述电源脉冲调制器通过TTL信号控制，调制频率按系统要求连续或离散变化。
[0017]进一步地，通过所述反馈回路的零、极点的设置以消除所述电源电路的脉冲电流回线电阻耦合干扰，同时通过所述隔离开关电源抵消回线干扰。
[0018]进一步地，所述隔离开关电源抵消回线干扰为通过“悬浮”输出电压抵消回线干扰。
[0019]进一步地，所述隔离开关电源的开关频率设置到1.2MHz。
[0020]进一步地，所述反馈回路的穿越频率设置到所述开关频率的1/3处，为400KHz。
[0021]进一步地，所述反馈回路的拓扑结构为3型。
[0022]进一步地，所述电源电路还包括1/4波长线等效电感、射频耦合电容。
[0023]进一步地，所述电源电路还包括储能电容。
[0024]本专利技术电源电路也同样适用于GaAs放大器和LDMOS放大器。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术电源电路解决了微波脉冲功率放大器的栅极干扰问题。
附图说明
[0027]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。
[0028]在附图中：
[0029]图1为现有技术的功率放大器的系统原理构成图；
[0030]图2为现有技术的栅极电源输入端的干扰形成示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例反馈回路的拓扑结构图；
[0032]图4为本专利技术实施例反馈回路的回路伯德图；
[0033]图5为本专利技术实施例微波功率放大器栅极馈电的电源电路的系统框图和干扰抑制示意图。
具体实施方式
[0034]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0035]在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0036]应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0037]本专利技术的设计思路是：微波脉冲功率放大器的脉冲调制频率(重频)通常在几KHz～100KHz之间，由TTL信号控制，且调制频率通常不是固定值，会按系统要求连续或离散变化。栅极产生开关电源的输入端的干扰同步于这个调制频率。开关电源的反馈回路必需对这个干扰进行强行抑制。
[0038]另一方面，GaN功率放大器的栅极电压
‑
Vg是相对于源极Vs电压的，只要|
‑
Vg|
‑
Vs稳定(没有干扰)，输出就是稳定的。所以采用隔离输出方式，让Vg“浮动”，以抵消地线干扰。
[0039]本专利技术实施例提供一种微波功率放大器栅极馈电的电源电路，参见图5所示，包括：功率放大器，电源脉冲调制器，隔离开关电源，反馈回路；
[0040]所述功率放大器的漏极与所述电源脉冲调制器连接，所述功率放大器的栅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波脉冲功率放大器栅极馈电的电源电路，其特征在于，包括：功率放大器，电源脉冲调制器，隔离开关电源，反馈回路；所述功率放大器的漏极与所述电源脉冲调制器连接，所述功率放大器的栅极与所述隔离开关电源连接，所述隔离开关电源与所述反馈回路连接；所述反馈回路通过零、极点的设置以消除所述电源电路的脉冲电流回线电阻耦合干扰，同时所述隔离开关电源进一步抵消回线干扰。2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述隔离电源开关的开关频率同步于所述电源脉冲调制器的调制脉冲频率设置。3.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，通过所述反馈回路的零、极点的设置以消除所述电源电路的脉冲电流回线电阻耦合干扰，同时通过所述隔离开关电源抵消回线干扰。4.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何激扬，
申请(专利权)人：成都天通电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：