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L波段大功率固态放大器组件设计
作者：崔祺
来源：《硅谷》2013年第05期
摘要对于有源相控阵雷达而言，固态功放组件具有灵活性等诸多优越特点，打破了高功率真空雷达发射机雷达无源列阵天线不能消除馈线损耗的限制。同时，对于波束控制、移相器、开关等而言，均在低功率电平上的T/R组件输入端完成，提升了工作效率。本文根据笔者多年的工作经验，就L波段大功率固态放大器组件设计问题进行了浅要分析。
关键词 L波段；大功率固态放大器；组件设计
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）031-039-01
我国固态雷达实现了从无到有的突破，并已发展成了一定规模。但是对于现有的固态发射机而言，多在低电压条件下运行，发射机末级功放工作电压也多在50 v以内。而固态发射机
能有效实现模块化，这也使得固态发射机具有故障弱化功能。而L波段大功率固态放大器组件应用于雷达预警系统之中，工作带宽为100 MHz，脉冲宽度为8 us，产品输出功率也多超过350 W，工作效率达到了30%，能充分发挥BITE功能，并且可靠性较高，能够满足工程的急切需求。对于该组件而言，在T/R部分的应用需要具有体积小、重量轻的特点。为此，应加强对于高效益、大功率工作LDMOS晶体管的运用。但是该种组件在应用过程中所用技术难度相对较高，并且因其结构较为复杂而涉及到一些新的问题。在此，笔者将针对L波段大功率固态放大器组件的设计问题进行以下探讨。
1 方案概述
对于L波段大功率固态放大器组件的应用而言，要求脉冲输出功率要大于350 W，效率超过30%，谐波抑制在-40 dBc以内、杂波抑制在-40 dBc以内，上升下降沿在0.1 us以内，而且消耗功率应在100 W以内，输入输出端还应加环形器进行保护。同时对于该组件而言，能够
实现状态自检、高温保护等工作，对于输出波形参数提出了更高层次的要求。在此，我们将对其设计工作进行详细介绍：
组件由电源控制电路、放大链等组成，选LDMOS器件作放大链，电路选择一级为
PTF10111、二级PTF10021、三级PTF10125的三级放大电路形式。对于第三级而言，是三个PTF10125器件合成输出。考虑到合成效率方案应满足指标要求，输出功率多超过400 W。而电源控制电路能对组建的工作状态做出检测，产生过温、过驻波等信号，并将这些信号输出到外部计算机。
2 L波段大功率固态放大器组件设计
2.1 放大电路的设计