固態雷達發射機的關鍵技術研究

田 耕，鄭光華

（中國兵器裝備集團成都火控技術中心，成都 611731）

固態的雷達發射機是通過上級可進行放大的設備、尾端功率的放大設備及其分配設備的功率，也就是由控保、冷卻、合成器、電源燈相關的器件構造而成。在固態發射設備中，放大設備功率作為基本的組成裝備，在體態較大的固態發射機當中，功率構建的的數量少則幾十部，多則上百部，組件的性能質量將直接影響到固態發射機的工作效果。因為單體的功率放大器會受到體積和重量等其他因素的約束，其輸出的功率會有部分限制，所以我們要采用合成功率的技術，來滿足實際運行中高功率的輸出需要。

1 幾項關鍵的固態型雷達發射技術

1.1 微波功率放大組件的規劃及其抗組匹配

在實踐研究放大功率設備的規劃過程中，其中涵蓋抗匹配于晶體管，然后把此種抗組匹配結合網絡功率。微波功率晶體管具有較低的輸入、出阻抗能力，自身具有對抗點能的能力，通常它的功率相加器輸送線帶有的組抗性為50Ω。因而，在實踐設計研究放大器的過程中，重點應用低耗能、低價轉換電抗性的網絡，它能夠充分的發揮網絡變換的作用，能夠給供應提更適合的負載阻抗和源阻抗。對于大多數的發射機來說，大部分的功率放大裝置都是以C 類的狀態進行工作的，并不需要調節設備的幫助，待高頻信號到達功率晶體管放大設備輸入口的時候，并超出發射和基極之間，反而轉向偏置電壓后，極易造成晶體管閥或臂呈現低電阻流過正向電流的狀態，放大設備才能正式工作。所輸入的脈沖信號升高到脈沖信號頂端，到達脈沖后半段后，脈沖信號會持續運行，放大裝置里的晶體管會產生強烈的變化狀態，因此其裝置的輸出輸入阻抗性能也在不斷變化，而且其輸入過程里阻抗性能的變化是最明顯的。放大設備級聯的同時，前后端不具有相應的隔離方案，在這樣的情況下，極易造成輸入的抗組出現的轉變體現為前級中放大裝置輸出的負載產生的阻抗變化。

1.2 微波計算機的仿真優化設計（CAD）

現階段中，設計的功率放大裝置的匹配電路，其采用CAD功率最高的軟件，則是某國家電路仿真軟件，即ANSOFT Harmonica，在了解晶體管在具體阻抗數據的狀況之后，擬定出順應拓撲的結構合初值數據，選取最佳的方法讓文件進行運轉，在實踐袁準的過程中。對運行狀況進行實施監測，依據運行形成的結果，及時將文件停止運行，這樣才能精準的改善文件配置，并確保文件達到最佳的優化結果。

ANSOFT Harmonica 仿真優化的設計具體如下：

1.2.1 創建文件，編輯電路原理圖

建立電路頻率的控制模型，將輸入工作的頻率點與頻率進行良好的設置，比如說工作的頻率點為1.2GHz 或者1.4GHz，它步進的頻率為50MHz。

設置輸出、入電路端口，（如圖1所示）并在它的負載電路模塊上將相關的晶體管抗組數據的輸入進去。

將具體的情況或參考電路模型結合起來，獲得PH1214-110M型號的微波功率管在實際的輸入環節中匹配電路形成拓樸圖，（如圖1所示）在電路中匹配與輸入晶體管制定成三級階梯的變換阻抗模式。

根據放大裝置符合物理的尺寸與拓撲電路的調節性，選取相應的電路材質，以確保電路元件初級模型的建設。放大設備能夠允許較大的尺寸，可適當的挑選一些低價的電路介質材料，相反的話，應選則高介的電路介質材料。

1.2.2 仿真技術的優化，對優化結果細致的觀察

以實際的優化命令，優化電路，在具體的優化環節之中，若是遇到某個電路元件值，貼近或是已經達到極致，需要將電路元件數據界限進行合理地調整；可通過人工手動控制調整，對于電路參數值是否出現更改進行觀察，以此將電路的參數結果實施有效地完善；通過不斷的優化改進，來得到最好的優化結果。

圖1 CAD優化電路參數、變量及拓樸結構圖

1.3 微波功率的合成、分配裝置的應用與選擇

根據固態發射機的實際工作情況來看，它的輸入功率會在放大設備上進行分配，而輸出放大設備的功率則會以合成器實現功率疊加。功率合成裝置是各個電路功率放大裝置合成其輸出功率的關鍵微波結構，要有承受高功率的能力，且損耗要低，與此同時，其輸入輸出的駐波也要到的良好的效果。分配裝置因為其不具有較大的承受功率，時常被規劃成隔離類型的裝備；而合成功率裝備會因為自身較大的承受功，要想將其規劃隔離種類的裝備具有較大的難度，經常被設計成非隔離類型的裝備。對于功率分配和合成的裝置來講，損耗要低，其耐功率要高，各端口的電壓駐波比和端口的幅度也必須要滿足指標的標準要求。

圖2 分配器/合成器的基本類型

2 總結

綜上所述，設計固態型雷達發射機的過程里，我們一定要深入的分析研究中的問題，新形勢中，我國越來越重視技術上的研究發展，對國內許多的研究機構和高等院校中在固態型雷達發射機方面的研究項目，投人大量的財力、物力和人力上的支持，在實踐的研究工作當中，獲得了較為顯著的效果。伴隨著我國科學研究者的深入研究與努力，提高了我國經濟方面的發展，針對我國所研發固態雷達發射機的進一步研發與制作，定會獲得穩定的發展空間，在理論和實踐工程上，會取得更加理想的成績。