本发明属于固态发射机，具体涉及一种大功率固态发射机系统。
背景技术：
1、发射机作为指令制导系统中的重要组成部分，主要功能是实现电磁波信号的放大和调制。随着电子技术的发展，对大功率固态发射机系统的需求日益增长。传统的大功率发射机多采用电子管技术，这种技术相对较老，与现代晶体管和全固态技术相比，通常体积较大且重量较重，不利于设备的便携性和安装；电子管放大器的能效较低，导致更高的能源消耗和运行成本；电子管可能需要更频繁的维护和更换，增加了长期运营的经济负担；电子管对工作环境较为敏感，需要在特定温度和湿度条件下工作，这限制了其在恶劣环境中的应用。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供一种结构紧凑、散热效率高、性能稳定的大功率固态发射机系统。
2、为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种大功率固态发射机系统，包括射频发射单元，所述射频发射单元包括依次连接的前级驱动模块、基础功率模块i、末级功率合成模块和耦合检波模块；
3、所述前级驱动模块采用串联的两级放大器架构，用于驱动末级功率合成模块；
4、所述末级功率合成模块包括平面功分网络、功放组件单元及波导合成网络；所述平面功分网络将1路射频信号分为n路射频信号；所述波导合成网络将功率放大后的n路射频信号合成1路射频信号；所述功放组件单元包括n个合并的中等功率组件，每个所述中等功率组件包括8个合并的基础功率模块ii；
5、基础功率模块i与基础功率模块ii结构相同，包括两个合并的小功率固态放大器(-10dbm～20dbm)；
6、所述耦合检波模块用于采样和检波输出功率，通过耦合检波模块测量驱动功率，可以间接监测声功率输出，从而判断是否存在开路情况，防止功放因输出开路空发而损坏；采用波导定向耦合器的方式对输出功率进行采样检波。
7、优选的，所述基础功率模块i、基础功率模块ii包括两路放大链路，每路放大链路包括依次连接的移相器、第三级放大器a3、输入端隔离器、定向耦合器、第四级放大器a4、输出端隔离器、定向耦合器，所述两路放大链路的输入端、输出端均设置有3db电桥；所述3db电桥用于保证功率合成过程中两路信号之间具有优异的隔离度；位于输入端的3db电桥的前端还设置有移相器、均衡器。
8、优选的，所述第三级放大器a3、第四级放大器a4均采用内匹配功率管，第三级放大器a3的功率小于第四级放大器a4。
9、优选的，所述中等功率组件包括8个基础功率模块ii、储能电容盒、波导功率合成器，中等功率组件为所述系统的最小更换单元；所述系统由4×8×2排列的n个中等功率组件通过网状波导功率合成器进行功率合成。
10、优选的，所述中等功率组件的输出端设置有定向功率检波器，用于实现对输出功率的实时监测和快速问题定位。
11、优选的，所述前级驱动模块包括依次连接的定向耦合器、输入端隔离器、第一级放大器a1、温补衰减器、第二级放大器a2、衰减器、定向耦合器，所述第一级放大器a1采用低噪声放大器，用于放大信号并减小噪声引入；所述第二级放大器a2采用中功率固态功放管(20dbm～33dbm)，用于增大输出功率；所述隔离器用于优化端口的驻波比，为第一级放大器a1、第二级放大器a2提供反射保护。
12、优选的，所述平面功分网络包括一分二功分组件、一分四功分组件、一分八功分组件，所述一分二功分组件将驱动模块输出的射频信号一分二后输出至一分四功分组件，所述一分四功分组件将射频信号一分四后输出至一分八功分组件，所述一分八功分组件将信号一分八后分别输出至中等功率组件。
13、优选的，所述波导合成网络包括八合一功率合成组件、四合一功率合成组件、二合一功率合成组件，所述八合一功率合成组件将8个中等功率组件输出的射频信号合成后输出至四合一功率合成组件，所述四合一功率合成组件将4路射频信号合成后输出至二合一功率合成组件，所述二合一功率合成组件将射频信号合成后输出至所述耦合检波模块。
14、优选的，还包括监控单元、供电单元和液冷单元；所述监控单元实时监控系统内部各个模块的工作状态，当系统出现异常时，监控单元能够快速定位故障发生的模块；供电单元包括多个电源模块，每个电源模块为系统中的不同功能模块提供所需的电能；液冷单元为整个系统降温。
15、本发明具有以下有益效果：
16、1、采用固态器件替换传统的真空管，降低了发射机系统所需要的电压，提高了性能；利用混合式功率合成技术和幅相一致性控制技术，实现了大规模功率合成网络的高效率和宽频带；设计了新型的射频发射单元和供电单元，通过模块化设计简化了装配、调试和维护过程；从而提供了一种结构紧凑、散热效率高、性能稳定的大功率发射系统。
17、2、射频发射单元中采用多级合成放大的方法，利用多个固态放大器(如晶体管或mosfet放大器)来逐步增加信号功率。在多级放大的初级阶段，输入的小信号被放大到一个适中的功率级别，以避免信号失真。通过多个放大器级联，信号的功率逐步增加。每一级放大器都设计有特定的功率增益，以确保整个放大链路的总增益满足系统要求。
18、3、基础功率模块通过两级放大和3db电桥功率合成，结合微带电路的一体化设计，实现了高效率、低损耗和良好的信号隔离度，为功率放大应用提供了一个高性能的解决方案。通过在每个分支链路中设置移相器，实现幅相调节机制，减小实际制造过程中的微小误差，最大化合成效率。通过在基础功率模块的输入端(即输入端的3db电桥的前端)设置移相器，以保证在将8个基础功率模块合并为中等功率组件时，合成效率得到保障。
1.一种大功率固态发射机系统，其特征在于：包括射频发射单元，所述射频发射单元包括依次连接的前级驱动模块、基础功率模块i、末级功率合成模块和耦合检波模块；
2.根据权利要求1所述的一种大功率固态发射机系统，其特征在于：所述基础功率模块i、基础功率模块ii包括两路放大链路，每路放大链路包括依次连接的移相器、第三级放大器a3、输入端隔离器、定向耦合器、第四级放大器a4、输出端隔离器、定向耦合器，所述两路放大链路的输入端、输出端均设置有3db电桥；所述3db电桥用于保证功率合成过程中两路信号之间具有优异的隔离度；位于输入端的3db电桥的前端还设置有移相器、均衡器。
3.根据权利要求2所述的一种大功率固态发射机系统，其特征在于：所述第三级放大器a3、第四级放大器a4均采用内匹配功率管，第三级放大器a3的功率小于第四级放大器a4。
4.根据权利要求2所述的一种大功率固态发射机系统，其特征在于：所述中等功率组件包括8个基础功率模块ii、储能电容盒、波导功率合成器，中等功率组件为所述系统的最小更换单元；所述系统由4×8×2排列的n个中等功率组件通过网状波导功率合成器进行功率合成。
5.根据权利要求4所述的一种大功率固态发射机系统，其特征在于：所述中等功率组件的输出端设置有定向功率检波器，用于实现对输出功率的实时监测和快速问题定位。
6.根据权利要求5所述的一种大功率固态发射机系统，其特征在于：所述前级驱动模块包括依次连接的定向耦合器、输入端隔离器、第一级放大器a1、温补衰减器、第二级放大器a2、衰减器、定向耦合器，所述第一级放大器a1采用低噪声放大器，用于放大信号并减小噪声引入；所述第二级放大器a2采用中功率固态功放管，用于增大输出功率；所述隔离器用于优化端口的驻波比，为第一级放大器a1、第二级放大器a2提供反射保护。
7.根据权利要求1所述的一种大功率固态发射机系统，其特征在于：所述平面功分网络包括一分二功分组件、一分四功分组件、一分八功分组件，所述一分二功分组件将驱动模块输出的射频信号一分二后输出至一分四功分组件，所述一分四功分组件将射频信号一分四后输出至一分八功分组件，所述一分八功分组件将信号一分八后分别输出至中等功率组件。
8.根据权利要求1所述的一种大功率固态发射机系统，其特征在于：所述波导合成网络包括八合一功率合成组件、四合一功率合成组件、二合一功率合成组件，所述八合一功率合成组件将8个中等功率组件输出的射频信号合成后输出至四合一功率合成组件，所述四合一功率合成组件将4路射频信号合成后输出至二合一功率合成组件，所述二合一功率合成组件将射频信号合成后输出至所述耦合检波模块。
9.根据权利要求1所述的一种大功率固态发射机系统，其特征在于：还包括监控单元、供电单元和液冷单元；所述监控单元实时监控系统内部各个模块的工作状态，当系统出现异常时，监控单元能够快速定位故障发生的模块；供电单元包括多个电源模块，每个电源模块为系统中的不同功能模块提供所需的电能；液冷单元为整个系统降温。
