在基础层面上,高功率放大器(HPA)扮演着从波形发生器接收信号并将其功率水平提升至更高层次的关键角色,这一过程如图1所示。依据不同系统的需求,这种功率的增强能将信号从数百瓦的级别跃升至数兆瓦的强劲输出。这一步骤对于众多雷达系统而言至关重要,因为它显著增强了信号的强度,进而提升了雷达的探测距离、分辨率以及整体性能表现。
图1. 雷达系统的功能组件
高功率放大器(HPA)其实早已有之,并且在技术发展的长河中占据了重要的一席之地。以PAVE PAWS为例,这是一种早期的预警雷达系统,同时也是首个全面采用固态有源电子扫描阵列(AESA)技术的系统,它在20世纪70年代便已成功问世。该系统每个收发(T/R)模块的发射功率虽仅为340瓦,但凭借着超过1,792个模块的协同工作,其最终输出的信号功率竟能突破500千瓦的大关。然而,随着科技的日新月异,功率放大器的性能也在不断提升,无论是效率还是可靠性,都实现了显著的增长。
固态功率放大器概述
在许多射频应用中,功率放大器基于行波管(TWT)技术,该技术利用真空中的电子束实现高功率。然然而,这类功率放大器往往体积庞大、重量可观,且效率低下,因此在空间受限的环境或是需要高精度的应用场景中,其使用便显得颇具挑战性。
相反,基于氮化镓或砷化镓开发的晶体管等现代半导体器件的固态功率放大器(SSPA)通常体积更小、重量更轻、结构更紧凑、可靠性更高。因此,在卫星通信或许多雷达系统等对尺寸、效率和可靠性要求较高的应用中,固态功率放大器可用于最大限度地提高系统性能。 为了有效提升总功率输出的水平,固态功率放大器(SSPA)通常采用通过多个模块功率累加的设计策略,这一方法展现出了相较于行波管(TWT)更为出色的衰减特性。因此,众多全固态高功率放大器(HPA)的基本组成单元往往是功率放大器模块(图2)。
图 2. 单个功率放大器模块示例
在下一期的内容中,我们将继续为大家介绍更多关于固态功率放大器以及耦合器、合路器和分频器在固态功率放大器中的作用,敬请期待。欢迎您浏览我们提供的各类功率分配器1及高频定向耦合器2。
1:[https://www.knowlescapacitors.com/Products/Microwave-Products/Power-Divi...
2:[https://www.knowlescapacitors.com/Products/Microwave-Products/Couplers]
文章来源:楼氏电容