【摘 要】 为适应深空探测中的初期下行链路建立需要，满足任务中对测控数传分系统的功能、指标需求，提出一种新型的x波段固态放大器设计方案。本固放可实现0.5w/10w功率切换输出，且功耗较低。同时，固放内部包含dc-dc电源电压转换电路，实现一体化设计。本固放具有信号功率放大、抑制带外杂波等功能，可与x频段应答机配合完成下行x频段信号的发射，与地面测控站一起构成x频段下行链路。
　　【关键词】 深空探测 x频段固放 切换输出功率 小型化
　　本文将提出一种新型的x波段固态放大器设计方案。本固放可实现0.5w/10w功率切换输出，且功耗较低。同时，固放内部包含dc-dc电源电压转换电路，实现一体化设计。该款固态功放将应用于某型号深空探测测控、数传分系统中。
　　1 技术要求
　　x波段固态放大器主要性能指标见表1所示。
　　2 任务分析及电路组成
　　固态放大器主要实现以下功能：（1）接收输入信号，送入固放进行功率放大；（2）通过遥控指令对固放电源开关进行控制；（3）通过遥控指令对固放的输出功率进行选择，选择0.5w或10w输出。
　　3 固放设计关键技术
　　3.1 小型化微波链路设计技术
　　微波放大链路部分主要由输入隔离器、输出隔离器、驱动放大器与功率放大模块组成。末级功率放大部分采用我所自研的功率放大模块，该模块主要功能为微波信号的功率放大，器件为一路输入、两路输出的结构形式，两路微波功率输出可独立加电。器件采用微组装工艺技术（mcm）进行设计，具有小型化、高集成等优点。
　　3.2 输出功率切换技术
　　由于在深空探测过程中，在单机内气压未完全释放时，单机输出高功率可能会引起低气压放电等现象，损坏内部设备，因此在单机内气压未完全释放时，设置单机输出功率为0.5w，防止设备损坏。继电器在得到固放开机遥控指令后进行电源模块的开关控制，在得到切换0.5w/10w遥控指令后进行dc-dc电源转换电路输出电压的切换，通过继电器的切换，电源模块可将一次母线的28v电压转换成0.5w/10w输出功率时微波链路中各级放大管的工作电压，继而完成输出功率切换实现。
　　4 固放设计方案
　　微波功率放大链路为固放的必须电路部分，它将实现微波信号功率放大。微波放大链路见图1所示。
　　0.5w工作模式：输入信号功率p=0～5dbm，经隔离器、压控衰减器后，微波信号进入驱动放大进行放大；放大后的信号进入末级功率放大模块，设置功率模块的两路漏压一路关闭，一路开通，模块放大后输出功率为28dbm。经隔离器的衰减后，最终链路输出功率为27.5dbm（0.56w），满足指标要求。
　　5 测试验证与指标复算
　　本固放中，主要的功率器件为末级自研功率放大模块，方案中，对该模块进行电压降额设计，第一可降低芯片工作结温，第二可以减少整机的功耗。
　　对该放大模块中单路组件进行漏级电源拉偏测试，按器件热阻为4℃/w计算，测试数据见表2所示。
　　从测试结果中可以看出：（1）当单路功率组件的漏极为+7v，输入功率为2dbm时，输出功率38.3dbm，再通过后续的合成器，功率放大模块可以输出41dbm的功率；（2）当单路功率组件的漏极为+4v，输入功率为-8dbm时，输出功率31.5dbm，再通过后续电路，功率放大模块可以输出28dbm的功率。
　　因此，通过电源转换模块调整功率放大模块的漏极电压，从+7v调整到+4v，可以实现固放输出功率在10w和0.5w之间切换的功能，并且在切0.5w时固放的功耗明显降低。
　　6 结语
　　本文提出一种新型的x波段固态放大器设计方案，固放可实现0.5w/10w功率切换输出，且功耗较低。同时，固放内部包含dc-dc电源电压转换电路，实现一体化设计。通过对自研功率放大模块进行电源拉偏测试，进一步验证设计方案的合理性和可行性。各项指标均符合分系统技术指标要求，可用于深空探测x波段固态功放的研制工作。
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