Ламповый усилитель мощности сверхвысокочастотного сигнала (свч-сигнала) беспилотного летательного аппарата (бпла)
Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к усилителям сверхвысокочастотной (СВЧ) мощности и может быть использована в радиосвязи, радиолокации и других областях техники, например для обеспечения функционирования беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Сущность полезной модели заключается в том, что в усилителе мощности СВЧ-сигнала БПЛА, содержащим источник питания (ИП), управляющий контроллер (УК), формирователь управляющих сигналов (ФУС), три предварительных каскада усиления мощности СВЧ-сигнала (ПКУ), блок усиления мощности СВЧ-сигнала (БУ), датчик температуры (ДТ), детектор контроля мощности (ДКМ) входного СВЧ-сигнала и ДКМ выходного СВЧ-сигнала, второй и третий ПКУ подключены к первому ПКУ параллельно друг другу, а в состав введены первый и второй сумматоры мощности СВЧ-сигнала (СМ), направленный делитель мощности СВЧ-сигнала (НД) и второй БУ, подключенный параллельно первому БУ, при этом, после включения ИП, УК выдает набор управляющих сигналов на первый вход ФУС, который осуществляет управление первым ПКУ и вторым СМ, ДТ осуществляет контроль температуры и выдает сигнал на второй вход ФУС, входной СВЧ-сигнал поступает на вход первого ПКУ, где производится предварительное усиление его мощности, контроль мощности входного СВЧ-сигнал осуществляет ДКМ входного СВЧ-сигнала, предварительно усиленные СВЧ-сигналы с выходов первого ПКУ поступают на входы второго и третьего ПКУ, где производится их дальнейшее предварительное усиление, с выходов второго и третьего ПКУ СВЧ-сигналы поступают в первый СМ, где производится суммирование их мощностей, и далее на вход НД, где производится разветвление суммированного СВЧ-сигнала, с выходов НД части разветвленного СВЧ-сигнала поступают на входы первого и второго БУ, где производится окончательное усиление этих частей СВЧ-сигнала, с выходов первого и второго БУ окончательно усиленные части СВЧ-сигнала поступают на вход второго СМ, где производится суммирование их мощностей, уровень мощности выходного СВЧ-сигнала контролируется соответственно ДКМ выходного СВЧ-сигнала, затем СВЧ-сигнал необходимого уровня мощности поступает к потребителям, причем в случае несоответствия уровня мощности входного или выходного СВЧ-сигнала, сигналы обратной связи от соответствующих ДКМ поступают на входы УК и ФУС для приведения параметров мощности до необходимого уровня. Технический результат от использования полезной модели заключается в повышение уровня мощности СВЧ-сигнала для увеличения дальности работы радара БПЛА.
Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к усилителям сверхвысокочастотной (СВЧ) мощности и может быть использована в радиосвязи, радиолокации и других областях техники, например для обеспечения функционирования беспилотного летательного аппарата (БПЛА).
За прототип принят твердотельный усилитель импульсной сверхвысокочастотной мощности усилитель по патенту РФ 
129319, МПК8 H03F 3/00, 2013 г., опубл. 20.06.2013 г., Бюл. 17.
Усилитель - прототип содержит источник питания (ИП), управляющий контроллер (УК), формирователь управляющих сигналов (ФУС), три последовательно подключенных предварительных каскада усиления мощности (ПКУ), блок усиления мощности (БУ), датчик температуры (ДТ), детектор контроля (ДК) мощности входного и детектор контроля (ДК) мощности выходного сигнала.
Недостатками усилителя - прототипа является невозможность получения большого коэффициента повышения уровня мощности СВЧ-сигнала, необходимого для увеличения дальности работы радара БПЛА, из-за отсутствия достаточно мощных предварительных каскадов усиления мощности СВЧ-сигнала и блоков усиления мощности СВЧ-сигнала.
Решаемой задачей является повышение уровня мощности СВЧ-сигнала путем подключения второго и третьего ПКУ к первому ПКУ параллельно друг другу, сложения (суммирования) предварительно усиленных мощностей СВЧ-сигналов от ПКУ посредством первого сумматора мощности СВЧ-сигнала (СМ), разветвления (деления) предварительно усиленной мощности СВЧ-сигнала посредством направленного делителя мощности СВЧ-сигнала (НД), окончательного усиления мощности СВЧ-сигнала в параллельно подключенных БУ, сложения (суммирования) окончательно усиленных мощностей СВЧ-сигналов посредством второго СМ, с последующей выдачей потребителям СВЧ-сигналов необходимого уровня мощности.
Сущность полезной модели заключается в том, что в усилителе мощности СВЧ-сигнала БПЛА, содержащим источник питания (ИП), управляющий контроллер (УК), формирователь управляющих сигналов (ФУС), три предварительных каскада усиления мощности СВЧ-сигнала (ПКУ), блок усиления мощности СВЧ-сигнала (БУ), датчик температуры (ДТ), детектор контроля мощности (ДКМ) входного СВЧ-сигнала и ДКМ выходного СВЧ-сигнала, второй и третий ПКУ подключены к первому ПКУ параллельно друг другу, а в состав введены первый и второй сумматоры мощности СВЧ-сигнала (СМ), направленный делитель мощности СВЧ-сигнала (НД) и второй БУ, подключенный параллельно первому БУ, при этом, после включения ИП, УК выдает набор управляющих сигналов на первый вход ФУС, который осуществляет управление первым ПКУ и вторым СМ, ДТ осуществляет контроль температуры и выдает сигнал на второй вход ФУС, входной СВЧ-сигнал поступает на вход первого ПКУ, где производится предварительное усиление его мощности, контроль мощности входного СВЧ-сигнал осуществляет ДКМ входного СВЧ-сигнала, предварительно усиленные СВЧ-сигналы с выходов первого ПКУ поступают на входы второго и третьего ПКУ, где производится их дальнейшее предварительное усиление, с выходов второго и третьего ПКУ СВЧ-сигналы поступают в первый СМ, где производится суммирование их мощностей, и далее на вход НД, где производится разветвление суммированного СВЧ-сигнала, с выходов НД части разветвленного СВЧ-сигнала поступают на входы первого и второго БУ, где производится окончательное усиление этих частей СВЧ-сигнала, с выходов первого и второго БУ окончательно усиленные части СВЧ-сигнала поступают на вход второго СМ, где производится суммирование их мощностей, уровень мощности выходного СВЧ-сигнала контролируется соответственно ДКМ выходного СВЧ-сигнала, затем СВЧ-сигнал необходимого уровня мощности поступает к потребителям, причем в случае несоответствия уровня мощности входного или выходного СВЧ-сигнала, сигналы обратной связи от соответствующих ДКМ поступают на входы УК и ФУС для приведения параметров мощности до необходимого уровня.
Сущность полезной модели поясняется структурной схемой, где:
1 - источник питания (ИП),
2 - управляющий контроллер (УК),
3 - формирователь управляющих сигналов (ФУС),
4 - первый предварительный каскад усиления мощности СВЧ-сигнала (ПКУ),
5 - второй предварительный каскад усиления мощности СВЧ-сигнала (ПКУ),
6 - третий предварительный каскад усиления СВЧ-сигнала (ПКУ),
7 - первый сумматор мощности СВЧ-сигнала (СМ),
8 - направленный делитель мощности СВЧ-сигнала (НД),
9 - первый блок усиления мощности СВЧ-сигнала (БУ),
10 - второй блок усиления мощности СВЧ-сигнала (БУ),
11 - второй сумматор мощности СВЧ-сигнала (СМ),
12 - датчик температуры (ДТ),
13 - детектор контроля мощности (ДКМ) выходного СВЧ-сигнала,
14 - детектор контроля мощности (ДКМ) входного СВЧ-сигнала.
Заявляемый усилитель работает следующим образом.
После включения ИП 1 УК 2 выдает набор управляющих сигналов на первый вход ФУС 3, который осуществляет управление первым ПКУ 4 и вторым СМ 11, ДТ 12 осуществляет контроль температуры и выдает сигнал на второй вход ФУС 3, входной СВЧ-сигнал поступает на вход первого ПКУ 1, где производится предварительное усиление его мощности, контроль мощности входного СВЧ-сигнал осуществляет ДКМ входного СВЧ-сигнала 13, предварительно усиленные СВЧ-сигналы с выходов первого ПКУ 4 поступают на входы второго и третьего ПКУ 5 и 6, где производится их дальнейшее предварительное усиление, с выходов второго и третьего ПКУ 5 и 6 СВЧ-сигналы поступают в первый СМ 7, где производится суммирование их мощностей, и далее на вход НД 8, где производится разветвление суммированного СВЧ-сигнала, с выходов НД 8 части разветвленного СВЧ-сигнала поступают на входы первого и второго БУ 9 и 10, где производится окончательное усиление этих частей СВЧ-сигнала, с выходов первого и второго БУ 9 и 10 окончательно усиленные части СВЧ-сигнала поступают на вход второго СМ 11, где производится суммирование их мощностей, уровень мощности выходного СВЧ-сигнала контролируется соответственно ДКМ выходного СВЧ-сигнала 14, затем СВЧ-сигнал необходимого уровня мощности поступает к потребителям, причем в случае несоответствия уровня мощности входного или выходного СВЧ-сигнала, сигналы обратной связи от соответствующих ДКМ 13 и 14 поступают на входы УК 2 и ФУС 3 для приведения параметров мощности до необходимого уровня.
Для конкретной реализации заявляемого усилителя могут быть использованы известные радиоэлектронные элементы, например:
- ИП 1 может быть выполнен на низковольтном импульсном преобразователе и служить для электропитания цепей и элементов усилителя, при этом напряжение питания не превышает 40 В;
- УК 2 может быть выполнен на базе микросхемы C8051F120 фирмы «Silicon Lab» и служить для управления режимами работы усилителя, а также для контроля и диагностики его работы;
- ФУС 3 может быть выполнен на базе микросхем L22680 MR и L7321 MF фирмы «National»;
- ПКУ 4, 5 и 6 могут быть выполнены на базе микросхем HMC441LC3, HMC633LC4 и XP1006FA фирмы «Hittite»;
- СМ 7 и 11 могут быть выполнены на микрополосковых линиях;
- НД 8 может быть выполнен на микрополосковых линиях;
- БУ 9 и 10 могут быть выполнены на базе микросхемы TGI8596-50 фирмы «Toshiba»;
- ДТ 12 может быть выполнен на базе микросхемы DS16248 фирмы «Dallas»;
- ДК входной и выходной мощности СВЧ-сигнала 13 и 14 могут быть выполнены на диодах CAT62-02W фирмы «Infineon»;
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышение уровня мощности СВЧ-сигнала.
Указанный технический результат достигается совокупностью отличительных признаков, а именно подключением второго и третьего предварительных каскадов усиления мощности СВЧ-сигнала (ПКУ) к первому ПКУ параллельно друг другу, а также введением первого и второго сумматоров мощности СВЧ-сигнала (СМ), направленного делителя мощности СВЧ-сигнала (НД) и второго блока усиления мощности СВЧ-сигнала (БУ), подключенного параллельно первому БУ.
Представленные описание и чертежи заявляемого усилителя позволяют, используя известные в приборостроении материалы, технологии и покупные радиоэлектронные изделия, изготовить его промышленным способом и использовать в радиосвязи, радиолокации и других областях техники, например для обеспечения функционирования БПЛА.
Усилитель мощности сверхвысокочастотного сигнала (СВЧ-сигнала) беспилотного летательного аппарата, содержащий источник питания (ИП), управляющий контроллер (УК), формирователь управляющих сигналов (ФУС), три предварительных каскада усиления мощности СВЧ-сигнала (ПКУ), блок усиления мощности СВЧ-сигнала (БУ), датчик температуры (ДТ), детектор контроля мощности (ДКМ) входного СВЧ-сигнала и ДКМ выходного СВЧ-сигнала, отличающийся тем, что второй и третий ПКУ подключены к первому ПКУ параллельно друг другу, а в состав введены первый и второй сумматоры мощности СВЧ-сигнала (СМ), направленный делитель мощности СВЧ-сигнала (НД) и второй БУ, подключенный параллельно первому БУ, при этом после включения ИП УК выдает набор управляющих сигналов на первый вход ФУС, который осуществляет управление первым ПКУ и вторым СМ, ДТ осуществляет контроль температуры и выдает сигнал на второй вход ФУС, входной СВЧ-сигнал поступает на вход первого ПКУ, где производится предварительное усиление его мощности, контроль мощности входного СВЧ-сигнал осуществляет ДКМ входного СВЧ-сигнала, предварительно усиленные СВЧ-сигналы с выходов первого ПКУ поступают на входы второго и третьего ПКУ, где производится их дальнейшее предварительное усиление, с выходов второго итретьего ПКУ СВЧ-сигналы поступают в первый СМ, где производится суммирование их мощностей, и далее на вход НД, где производится разветвление суммированного СВЧ-сигнала, с выходов НД части разветвленного СВЧ-сигнала поступают на входы первого и второго БУ, где производится окончательное усиление этих частей СВЧ-сигнала, с выходов первого и второго БУ окончательно усиленные части СВЧ-сигнала поступают на вход второго СМ, где производится суммирование их мощностей, уровень мощности выходного СВЧ-сигнала контролируется соответственно ДКМ выходного СВЧ-сигнала, затем СВЧ-сигнал необходимого уровня мощности поступает к потребителям, причем в случае несоответствия уровня мощности входного или выходного СВЧ-сигнала, сигналы обратной связи от соответствующих ДКМ поступают на входы УК и ФУС для приведения параметров мощности до необходимого уровня.
