[發(fā)明專利]可調(diào)集成高壓柵極脈沖調(diào)制器

有效

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• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN103929847A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳耿;羅強;魏欣;李銳;江志;李建華;張耀;顧光;何鵬軍;陳義懷;李超;張焱;白云飛;劉潔;許馮華;張寧;邊昆;馬行
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;H02M1/088
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可調(diào)集成高壓柵極脈沖調(diào)制器，用于提供燈絲電壓，并將常規(guī)的簡單矩形脈沖列調(diào)制到比較復(fù)雜的編碼脈沖或脈沖串調(diào)制，對柵控行波管的柵極進(jìn)行調(diào)制，使行波管產(chǎn)生大功率毫米波信號。

背景技術(shù)

毫米波技術(shù)在雷達(dá)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，隨著高壓脈沖調(diào)制技術(shù)、電力電子技術(shù)和高電壓技術(shù)的發(fā)展，高壓柵極脈沖調(diào)制器作為基礎(chǔ)技術(shù)拓寬了毫米波雷達(dá)領(lǐng)域應(yīng)用。雷達(dá)發(fā)射機廣泛采用脈沖調(diào)制方式，包括常規(guī)的簡單矩形脈沖列調(diào)制到比較復(fù)雜的編碼脈沖或脈沖串調(diào)制。高壓柵極脈沖調(diào)制器的任務(wù)，就是要給發(fā)射機常用的柵控行波管的柵極提供合適的視頻調(diào)制脈沖。高壓柵極脈沖調(diào)制器作為雷達(dá)發(fā)射機的核心部件之一，直接影響柵控行波管的工作性能。在雷達(dá)發(fā)射機中，燈絲電源為行波管的陰極加熱用，該電源的電壓一般在10V以內(nèi)，其輸出功率在幾瓦到幾百瓦之間；正偏電源和負(fù)偏電源為行波管柵極提供調(diào)制電壓，正偏電源供調(diào)制器形成正脈沖，使得行波管產(chǎn)生電子束，其脈沖電壓相對于陰極為零到數(shù)百伏范圍內(nèi)，其脈沖電流在數(shù)十毫安以內(nèi)；負(fù)偏電源使得行波管電子束截止，其輸出電壓在幾百伏到幾千伏的范圍內(nèi)，但電流小至可以忽略。燈絲、正偏、負(fù)偏等高電位電源都懸浮在陰極高電位上，其絕緣和保護(hù)問題很重要。

目前國內(nèi)使用的高壓柵極脈沖調(diào)制器，多采用浮動板柵極調(diào)制方式，耐行波管打火能力較差；而燈絲、正偏、負(fù)偏等高電位電源，懸浮在發(fā)射機行波管陰極幾千伏到幾十千伏的高壓上，高壓隔離采樣和調(diào)壓困難，通常多為體積重量龐大的簡單線性電源，或是不可調(diào)整電壓的無反饋開環(huán)控制的開關(guān)電源，或是少數(shù)使用光耦、光纜、電壓/頻率變換等復(fù)雜高壓隔離采樣電路的開關(guān)電源；如果3組電源共用一個開關(guān)變換器，則只有一組電源能穩(wěn)壓和小范圍調(diào)壓，另外兩組輸出穩(wěn)定性差、容易互相干擾或超出要求的輸出范圍；傳統(tǒng)上高壓隔離變壓器的研制首先是制作絕緣骨架、使用漆包線繞制變壓器，然后使用電工紙繞制絕緣層，再經(jīng)過浸漆工藝，體積重量大。不能直接移植到毫米波小型化高機動雷達(dá)發(fā)射機上，還具有以下不足之處：

1、低壓側(cè)不可調(diào)節(jié)參數(shù)：因為高壓隔離采樣和調(diào)壓困難，在小型化雷達(dá)發(fā)射機中從低壓側(cè)不可分別獨立調(diào)節(jié)燈絲、正偏、負(fù)偏等電源電壓輸出。例如，傳統(tǒng)上雷達(dá)發(fā)射機采用線性高電位電源、柵極調(diào)制電路的脈沖形成電路往往置于高壓側(cè)，需要調(diào)整參數(shù)時必須打開相關(guān)的高壓油箱，調(diào)好后需要使用復(fù)雜的涉油灌封設(shè)備和工藝重新進(jìn)行灌封工序，通用性和可維護(hù)性差，很難適應(yīng)小型化高機動雷達(dá)發(fā)射機的要求。

2、集成度低：在雷達(dá)發(fā)射機中，柵極脈沖調(diào)制電路與燈絲、正偏、負(fù)偏電源等高電位電源一般為多個單元或組合，沒有高壓隔離采樣電路或者高壓隔離采樣電路復(fù)雜，采用分離式布置，使用較多高壓連接器，導(dǎo)致發(fā)射機體積大、對其他電路電磁干擾大。

3、可靠性較差：柵極脈沖調(diào)制電路與燈絲、正偏、負(fù)偏電源等高電位電源，都有高壓側(cè)電路部分懸浮在陰極高壓上，而且高壓側(cè)電路中有源器件多，保護(hù)不完善，抗行波管打火能力較差；為了調(diào)整參數(shù)或維修方便，所以傳統(tǒng)上多采取氣體或液體介質(zhì)的高壓絕緣方式，很難采用固體介質(zhì)實現(xiàn)小型化的高壓絕緣。例如：發(fā)射機中傳統(tǒng)上只有一路負(fù)偏電壓檢測，在高壓端通過電阻分壓、光纜傳輸，但是光纜頭容易損壞；而燈絲、正偏電源故障也有可能損壞行波管，這在以前的發(fā)射機中都很難檢測，也降低了發(fā)射機的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種可調(diào)集成高壓柵極脈沖調(diào)制器，針對現(xiàn)有的高壓柵極脈沖調(diào)制器集成度低、不能在低壓側(cè)調(diào)節(jié)參數(shù)、結(jié)構(gòu)離散笨重的問題，以適應(yīng)雷達(dá)發(fā)射機發(fā)展的需求，滿足高機動雷達(dá)發(fā)射機對小型化、高集成度、低壓側(cè)可調(diào)的工作要求，并提高調(diào)制器的可靠性。

技術(shù)方案