0.38-18GHz固态功放自动监测系统设计

发布时间：2022-02-17 20:50

　　本设计是针对0.38GHZ-18GHZ超宽带固态功率放大器所的一款监控系统。由于功放应用在舰载电子对抗系统的发射机部分,昼夜温差、湿度等复杂的环境下必须做好对固态功放发射机的故障保护,于此同时在保证固态功放增益线性度、小型化以利于系统集成的前提下,还要尽量的提高功率资源的利用,为此设计了038GHz-18GHz频段固态功放监控系统。监控系统设计目标是实现对固态功放工作时各状态的实时检测、故障保护、改善整机增益线性度、提高功率资源利用度等。由于功放采用GaN合成技术,存在高端增益压缩严重,整体线性度不好的问题。为保证线性度,仅靠射频链路的设计很难达到比较好的指标,以往的方法是以牺牲功率资源为代价,把输出功率控制在饱和点回退3db以后的线性区使用,此种情况就严重浪费了功率资源,并且增大了合成体积和功率合成难度。由于0.38-18GHz超宽的频带,很难找到如此高倍频程的放大器件,因此为了设计的可行性降低倍频程,采取了分通道设计的方案,整机由0.38-2GHz、2-6GHz、6-18GHz三个独立通道组成,其监控系统要对三通道的独立控制并且保证通道之间互不影响。监控系统采用M4内核的ARM芯片... 

【文章来源】：西南科技大学四川省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状
    1.3 来源及研究目的
    1.4 论文章节安排
第二章 系统总体设计
    2.1 系统设计目标
    2.2 系统设计原则
    2.3 系统方案
    2.4 硬件选型
        2.4.1 测控芯片选型
        2.4.2 监测系统电源模块选型
        2.4.3 通信模块选型
        2.4.4 耦合器选型
        2.4.5 检波器选型
        2.4.6 衰减模块选型
        2.4.7 频率识别电路选型
        2.4.8 触摸显示屏选型
    2.5 本章小结
第三章 硬件电路设计
    3.1 硬件电路设计工具介绍
        3.1.1 ADS介绍
        3.1.2 Altium Designer介绍
    3.2 测控板原理图设计
        3.2.1 测控核心系统
        3.2.2 温度采集以及保护电路
        3.2.3 TTL使能电路设计
        3.2.4 通信模块电路设计
        3.2.5 电流、电压检测电路设计
        3.2.6 电压、电流采集调理电路设计
    3.3 电源时序电路设计
        3.3.1 连续波时序电路设计
        3.3.2 脉冲时序电路设计
    3.4 频率识别电路设计
        3.4.1 频率识别技术方案的探讨
        3.4.2 频率识别电路设计
    3.5 功率检波电路设计
        3.5.1 功率检波电路设计方案探讨
        3.5.2 检波电路设计
    3.6 衰减电路设计
    3.7 本章小结
第四章 软件设计
    4.1 软件需求分析
    4.2 软件总体设计
    4.3 感知层软件设计
        4.3.1 异常判断处理
        4.3.2 采集数据的处理
    4.4 传输层通信协议设计
    4.5 应用层软件设计
        4.5.1 用户上位机
        4.5.2 测试调试用上位机
        4.5.3 触摸显示屏设计
    4.6 本章小结
第五章 功率电平控制
    5.1 控制模式分析
        5.1.1 恒增益控制模式
        5.1.2 恒功率控制模式
    5.2 控制方案
    5.3 功率电平控制算法
        5.3.1 定长步进法
        5.3.2 分段定长步进法
        5.3.3 PID控制算法
        5.3.4 模糊参数整定PID算法
第六章 系统联调
    6.1 故障响应和保护
    6.2 改善增益平坦度
    6.3 稳定输出功率
    6.4 改善线性度和提高功率资源
第七章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]LDO过流与温度保护电路的设计浅析[J]. 李萍,杨金孝,赵颖华.  电子制作. 2020(02)
[2]DF100A型100kW短波发射机电子管温度保护电路改进[J]. 林集敏.  广播电视信息. 2019(10)
[3]915 MHz/1 kW连续波固态源测控系统设计[J]. 曹文君,吴则革,赵连敏,贾华.  仪表技术. 2019(07)
[4]基于STM32单片机PID温控学习系统设计[J]. 吴天春,丁茹.  电子世界. 2019(10)
[5]基于STM32的IO设备模拟器设计[J]. 靳俊杰,李欣,徐铭.  物联网技术. 2018(02)
[6]毫米波固态功放的现状与展望[J]. 朱海帆.  电讯技术. 2012(04)
[7]某固态功放设备的强迫风冷散热设计[J]. 冷献春.  机械与电子. 2012(02)
[8]功率器件的散热研究[J]. 何凤有,刘侠,陆锦生.  机械工程与自动化. 2011(01)
[9]PLC监控器的研制与开发[J]. 叶锋.  科技资讯. 2010(19)
[10]功放设计中的检测及保护电路[J]. 张海,周霞.  电子技术. 2010(05)

硕士论文
[1]200W微波固态源系统电源模块的设计与实现[D]. 姜佳良.电子科技大学 2018
[2]一种新型X波段微波功率放大器监控系统的设计[D]. 熊露.东南大学 2015
[3]基于STM32的智能家居控制系统设计[D]. 张召.南昌航空大学 2014
[4]基于PLC的螺杆泵试验台测试系统研究[D]. 万汶灵.兰州理工大学 2012
[5]环形加热炉自动控制系统研究与设计[D]. 谭亚晴.东北大学 2012
[6]一种新型非线性PID的设计及其参数整定的研究[D]. 曹默.华东理工大学 2011
[7]PID控制器参数整定技术研究与优化设计[D]. 李国林.大连理工大学 2010
[8]跟踪制导雷达发射机监控系统的设计[D]. 卜厚萍.南京理工大学 2009
[9]模糊PID控制在直流调速系统中的应用[D]. 尹晓落.合肥工业大学 2008
[10]L波段大功率液冷固态功放组件的研制[D]. 姚武生.电子科技大学 2007



本文编号：3630085