[发明专利]一种能实时监测并自动补偿的阻抗自动调谐系统

摘要

本发明涉及宽带高功率射频放大器阻抗自动调谐技术领域，尤指一种可以应用在宽带高频功率源通过实时监测前级放大器输出阻抗的失谐角来控制调整匹配网络的参数实现自动补偿功能，用以解决四极管前级阻抗失谐的一种能实时监测并自动补偿的阻抗自动调谐系统；主要包括通过阻抗谐振匹配网络连接的控制单元和高频功率源，本发明主要是一项自动跟踪阻抗调谐技术，更具体的是可以通过实时监测前级放大器输出阻抗的失谐角来控制调整匹配网络的参数，自动补偿四极管栅极电容Ckg1在宽频带内造成的阻抗变化，使得在整个宽频带工作范围内能够始终保证四极管栅极输入阻抗处于谐振匹配状态，从而可以大大提高大功率四极管放大器的工作效率和整机性能。

主权项

一种能实时监测并自动补偿的阻抗自动调谐系统，其特征在于：所述的阻抗自动调谐系统主要包括通过阻抗谐振匹配网络连接的控制单元和高频功率源，其中控制单元连接在阻抗谐振匹配网络前端，高频功率源连接在阻抗谐振匹配网络后端；所述的高频功率源主要包括前级放大器、四极管放大器和高频负载，前级放大器经过阻抗谐振匹配网络与四极管放大器相连，为四极管提供输入信号驱动，四极管的栅阴电容Ckg1与栅极输入阻抗连接构成四极管放大器的输入阻抗，与阻抗谐振匹配网络连接，高频负载与四极管的阳极输出相连；所述的阻抗谐振匹配网络是由铁氧体环绕制成的可调节电感网络，包括四个铁氧体环绕制成的电感，所述的铁氧体环上绕有绕组，且四个铁氧体环共用一个120T的偏磁线圈，通过改变铁氧体环上偏磁线圈中的电流，就可以调节铁氧体环内的偏置磁场强度，使铁氧体环的磁导率发生改变，致使铁氧体环与绕组构成的电感值发生改变，因此可以通过控制偏磁电流来调节匹配网络的电感值，对由于频率变化造成的栅极输入阻抗的失谐进行中和与补偿，进而实现栅极阻抗的自动调谐匹配；所述的控制单元主要包括鉴相器、控制器和偏磁电源，所述的鉴相器用以对高频功率源前级放大器输出阻抗的相位差进行检测，鉴相器位于控制器前端，控制器的输出与偏磁电源连接，所述的控制器功能由FPGA编程实现，为提高控制信号远程传输的抗干扰能力，控制器与偏磁电源之间采用光缆数字通讯；偏磁电源与阻抗匹配网络的励磁线圈相接，通过比较前级放大器输入与输出信号的相位差去控制偏磁电流源的输出电流实现对匹配网络中的电感进行调节，实现对相位差进行补偿。