星用高性能高可靠微波放大器單機(jī)研制

桂勇鋒， 丁德志， 金來福， 陳該青， 馬 駿， 鄒永慶

(中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所， 安徽合肥 230088 )

0 引 言

隨著航天技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。作為衛(wèi)星系統(tǒng)的核心，衛(wèi)星有效載荷的技術(shù)和質(zhì)量水平?jīng)Q定著衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展水平。通信衛(wèi)星有效載荷主要分為天線和轉(zhuǎn)發(fā)器兩個(gè)分系統(tǒng)。微波放大器是兩個(gè)分系統(tǒng)共同的核心部件，主要類型有電真空型的行波管放大器和半導(dǎo)體型固態(tài)放大器；由于微波半導(dǎo)體型固態(tài)放大器具有體積小、質(zhì)量輕、線性度好、工作壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，使用愈加廣泛，尤其是在相控陣有效載荷系統(tǒng)中[1-3]。

新一代通信衛(wèi)星有效載荷系統(tǒng)的工作壽命要求已從早期的6～8年增加到12年及以上，基于無慣性掃描的相控陣技術(shù)已逐步開始應(yīng)用?；诙嗤ǖ繲/R組件的相控陣系統(tǒng)具有很強(qiáng)的系統(tǒng)冗余性和容錯(cuò)性，一定數(shù)量的T/R組件性能下降甚至失效，并不嚴(yán)重影響系統(tǒng)功能和指標(biāo)，僅會(huì)少許影響相控陣天線的增益和副瓣電平。但作為T/R組件前端公共支路的微波功率放大器，是可靠性鏈路上的一個(gè)物理失效單點(diǎn)，其性能、壽命、可靠性直接關(guān)系到整個(gè)相控陣系統(tǒng)乃至載荷的功能實(shí)現(xiàn)、性能指標(biāo)和可靠性。系統(tǒng)一般要求該微波放大器單機(jī)12年壽命末期可靠度優(yōu)于0.99，實(shí)現(xiàn)這個(gè)難點(diǎn)技術(shù)指標(biāo)需要架構(gòu)、單元電路、核心器件選型和環(huán)境適應(yīng)性分析與試驗(yàn)等全方面的精心設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證，因此，研制高性能長(zhǎng)壽命高可靠的微波固態(tài)放大器技術(shù)和產(chǎn)品具有十分重要的應(yīng)用意義和推廣價(jià)值。

本文針對(duì)裝備系統(tǒng)需求，將設(shè)計(jì)一款S波段微波放大器單機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)S波段連續(xù)波信號(hào)的激勵(lì)放大和遙控遙測(cè)，并完成一次母線100 V電壓到射頻單元所需5 V電壓的變換；通過突破單機(jī)高可靠架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、保護(hù)電路設(shè)計(jì)技術(shù)、穩(wěn)定性設(shè)計(jì)技術(shù)和高效散熱技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)放大器單機(jī)的高性能、長(zhǎng)壽命和高可靠。

本文首先簡(jiǎn)要介紹單機(jī)設(shè)計(jì)要求；其次，重點(diǎn)圍繞可靠性要求闡述單機(jī)架構(gòu)和主電路設(shè)計(jì)、保護(hù)電路設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和熱設(shè)計(jì)等；最后，給出實(shí)物測(cè)試及環(huán)境試驗(yàn)結(jié)果。

1 單機(jī)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)要求本單機(jī)能直接接受外來100 V母線電壓、28 V線包電壓和微波激勵(lì)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)S波段微波信號(hào)的放大，工作帶寬內(nèi)增益起伏≤0.2 dB、輸入輸出駐波≤1.35、重量≤1.24 kg；要求設(shè)備能地球同步軌道在軌工作12年，且12年末期可靠度優(yōu)于0.998。本節(jié)首先確定本單機(jī)冗余架構(gòu)設(shè)計(jì)并進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)、分配和應(yīng)力下的數(shù)據(jù)計(jì)算，其次重點(diǎn)針對(duì)供電安全和激勵(lì)過載開展保護(hù)電路設(shè)計(jì)，再次開展防止自激和腔體效應(yīng)、EMC(電磁兼容)等穩(wěn)定性電路設(shè)計(jì)；最后，闡述了單機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、布線設(shè)計(jì)和制造工藝設(shè)計(jì)等。

1.1 單機(jī)架構(gòu)和主電路設(shè)計(jì)

根據(jù)可靠性相關(guān)理論計(jì)算模型[4-6]可知，若單機(jī)直接采用單通道串聯(lián)架構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)失效率對(duì)可靠度轉(zhuǎn)換公式(1)和可靠性串聯(lián)模型公式(2)，可知，12年末期可靠度優(yōu)于0.998相當(dāng)于要求單機(jī)總失效率應(yīng)小于70 fit(1 fit=10-9/h)，現(xiàn)一個(gè)常規(guī)微波有源器件的失效率就有幾十fit，單通道串聯(lián)架構(gòu)對(duì)元器件失效率的要求遠(yuǎn)超出當(dāng)前實(shí)際元器件及電路設(shè)計(jì)水平[7]。但若采用旁路模型架構(gòu)即雙通道冷備架構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)公式(3)，可知單機(jī)12年末期可靠度優(yōu)于0.998，等價(jià)于單機(jī)單通道(主或備份通道)12年末期可靠度優(yōu)于0.938 8；再根據(jù)公式(1)，即要求單通道失效率≤600 fit，通過元器件精心設(shè)計(jì)以及電路優(yōu)化設(shè)計(jì)有望實(shí)現(xiàn)單通道此失效率要求。

R(t)=e-λt

(1)

式中，λ為失效率，t為工作時(shí)間，R(t)為對(duì)應(yīng)的可靠度。

(2)

式中，λi為第i個(gè)組成單元的失效率，t為工作時(shí)間，Ri(t)為第i個(gè)組成單元的可靠度，R(t)為m個(gè)組成單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度。

Rs(t)=(1+λt)e-λt

(3)

式中，λ為單通道失效率，t為工作時(shí)間，Rs(t)為雙通道冷備系統(tǒng)的可靠度。

如圖1所示，本單機(jī)采用雙通道冷備設(shè)計(jì),同時(shí)為提高單元電路可靠性和電磁兼容性，采用模塊化設(shè)計(jì)。如圖2所示，整個(gè)單機(jī)設(shè)計(jì)成兩個(gè)模塊：1個(gè)電源模塊和1個(gè)射頻模塊，每個(gè)模塊分別含有互為冷備的兩個(gè)子單元，兩個(gè)模塊之間通過電纜傳輸?shù)皖l信號(hào)。電源模塊將衛(wèi)星供配電單元提供的100 V母線電壓變換為射頻模塊所需的5 V電壓；28 V電壓用于電源模塊內(nèi)磁保持繼電器線包使用，以控制100 V母線輸入的通道加斷電；主備兩路電源單元，分別獨(dú)立輸入100 V母線和28 V線包電壓，兩種電壓均兩路，每路雙點(diǎn)雙線，這樣可實(shí)現(xiàn)主備完全獨(dú)立和故障隔離；與此同時(shí)，電源模塊響應(yīng)開關(guān)機(jī)遙控指令并提供輸出電壓狀態(tài)遙測(cè)模擬量。射頻模塊主要包括微波放大單元和電源分配及遙測(cè)單元，可實(shí)現(xiàn)有源器件的射頻供電以及射頻功率的過載保護(hù)、激勵(lì)放大和輸出功率遙測(cè)。因此，放大器單機(jī)含有2個(gè)主/備相同的通道放大器，兩路放大器之間具有完全故障隔離功能，任何一路放大器的任何故障不會(huì)影響另一路正常工作。

圖1 放大器單機(jī)組成架構(gòu)框圖

圖2 放大器單機(jī)結(jié)構(gòu)外形示意圖

本文在保證技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的前提下，著重考慮電路設(shè)計(jì)的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。如圖3(a)所示，電源模塊電路設(shè)計(jì)主要包括輸入電流保護(hù)和浪涌電流抑制電路、輸入濾波器(EMI)電路、功率變換電路、輔助電源和輸出保護(hù)電路的設(shè)計(jì)[8]。如圖3(b)所示，射頻模塊電路設(shè)計(jì)主要包括隔離電路、限幅放大電路、激勵(lì)放大、耦合遙測(cè)電路和電源分配電路設(shè)計(jì)[9]，其中核心的微波放大器采用高可靠的固態(tài)GaAs FET器件。結(jié)合星用元器件現(xiàn)狀調(diào)研，首先根據(jù)系統(tǒng)分配的單機(jī)失效數(shù)指標(biāo)，對(duì)本單機(jī)內(nèi)部各單元電路進(jìn)行了失效數(shù)指標(biāo)分配；然后，再根據(jù)單元電路失效數(shù)指標(biāo)，合理選用或規(guī)范要求具體的元器件；最后，根據(jù)實(shí)際應(yīng)力下各元器件失效率和元器件計(jì)數(shù)可靠性預(yù)計(jì)法[7]，在公式(4)中計(jì)算可得在軌50 ℃工作條件下本單機(jī)單通道的失效率為

λP=(125.16+109.40) fit=234.56 fit

(4)

單機(jī)單通道失效率為234.56 fit(其中射頻通道125.16 fit，電源通道109.40 fit)，滿足小于600 fit指標(biāo)要求。與此同時(shí)，也針對(duì)其他可靠性指標(biāo)開展設(shè)計(jì)，單機(jī)所有元器件降額設(shè)計(jì)均按照GJB/Z35—93《元器件降額準(zhǔn)則》[10]執(zhí)行，均符合I級(jí)降額要求；本單機(jī)所有元器件輻射總劑量設(shè)計(jì)余量都大于2.5，也滿足抗電離總劑量要求。

(a) 單機(jī)電源模塊主電源單元的原理框圖

1.2 單機(jī)保護(hù)電路設(shè)計(jì)

射頻過載保護(hù)電路設(shè)計(jì)。實(shí)際工作中，單機(jī)會(huì)存在同頻信號(hào)或者外來信號(hào)的干擾；為防止信號(hào)過大堵塞本單機(jī)通道甚至燒毀放大器以及后級(jí)單機(jī)，應(yīng)進(jìn)行過載保護(hù)電路設(shè)計(jì)，對(duì)輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行壓縮以保護(hù)后級(jí)微波有源器件。過載保護(hù)電路的實(shí)現(xiàn)方式主要有ALC(自動(dòng)電平控制)電路、對(duì)數(shù)放大電路和限幅放大電路三種方式。ALC電路動(dòng)態(tài)范圍大，閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)，在可控范圍內(nèi)理論上不會(huì)引入非線性失真；但電路實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，調(diào)試量大，器件多會(huì)帶來可靠性的下降，閉環(huán)穩(wěn)定性建立的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)以及環(huán)路穩(wěn)定時(shí)間限制了應(yīng)用場(chǎng)合。對(duì)數(shù)放大電路具有大動(dòng)態(tài)范圍、大帶寬、能實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)動(dòng)態(tài)壓縮等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也很明顯，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)成本高，而且由于它的輸入輸出呈對(duì)數(shù)關(guān)系，輸出信號(hào)有很大的非線性失真。微波限幅放大電路在信號(hào)處理中可以把很寬動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的微波輸入信號(hào)放大和壓縮為很小動(dòng)態(tài)范圍的微波輸出信號(hào)，減小了輸入信號(hào)波動(dòng)對(duì)輸出信號(hào)的影響，方便后級(jí)電路對(duì)信號(hào)的處理。相對(duì)而言，在本單機(jī)輸入動(dòng)態(tài)不是很大的前提下，限幅放大電路的方案比較適宜，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、包含器件少、可靠性高。如圖4所示，本文設(shè)計(jì)的限幅放大電路采用非飽和限幅方式，頻帶寬，易級(jí)聯(lián)使用；脈沖恢復(fù)時(shí)間快(約50 ns)；限幅與放大互補(bǔ)電路結(jié)構(gòu)，增益、限幅輸出全溫范圍內(nèi)起伏小于0.5 dB。

圖4 限幅放大電路原理框圖

電源保護(hù)電路設(shè)計(jì)。為提高單機(jī)工作可靠性和安全性，單機(jī)設(shè)計(jì)有輸入過流、輸出過流和輸出過壓保護(hù)電路，當(dāng)單機(jī)發(fā)生短路故障時(shí)，電源模塊自動(dòng)進(jìn)入保護(hù)模式；故障消除后，電源模塊自動(dòng)恢復(fù)正常。在電源模塊輸入端設(shè)置熔斷器作為輸入保護(hù)，在電源短路的情況下，母線提供的能量能夠完全熔斷熔斷器，使電源與母線斷開，防止對(duì)一次母線構(gòu)成危害，并且能夠耐住開機(jī)浪涌電流的沖擊。熔斷器選型確定后，需進(jìn)行篩選匹配，以保證熔斷器工作電流均衡；在出現(xiàn)后部電路短路的情況下，衛(wèi)星一次母線完全可以提供熔斷器并聯(lián)后所需的快速熔斷電流。電源輸出過流保護(hù)電路設(shè)計(jì)思路是當(dāng)負(fù)載電流小于設(shè)置的過流點(diǎn)時(shí)，電源處于恒電壓工作模式；當(dāng)負(fù)載電流大于設(shè)置的過流點(diǎn)時(shí)，輸出電壓可隨著過流程度的加劇而逐漸降低。如圖5(a)所示，過流保護(hù)電路是通過電流取樣變壓器采集原邊電流，經(jīng)整流、濾波、電流/電壓轉(zhuǎn)化后接入控制芯片的電流采樣端。當(dāng)原邊電流超過設(shè)定的電流時(shí)，通過逐個(gè)脈沖的封鎖來達(dá)到過流保護(hù)的目的。過流保護(hù)值設(shè)置為1.4倍額定電流；過流消除后可恢復(fù)，不會(huì)產(chǎn)生自激。通過FMEA(故障模式及影響)分析，針對(duì)可能產(chǎn)生過壓的幾種模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別對(duì)采樣電阻、調(diào)節(jié)器電阻進(jìn)行多個(gè)并聯(lián)使用，來確保輸出電壓不會(huì)因?yàn)檫@些單個(gè)電阻的開路而產(chǎn)生過高的電壓，達(dá)到過壓保護(hù)的目的。與此同時(shí)，采用電源電路二次電源輸出遙測(cè)設(shè)計(jì)、微波輸出弱耦合檢波模擬量遙測(cè)設(shè)計(jì)(如圖5(b)所示)，為單機(jī)環(huán)境試驗(yàn)、聯(lián)調(diào)和在軌系統(tǒng)診斷提供遙測(cè)數(shù)據(jù)。

(a) 輸出過流保護(hù)電路原理圖

1.3 單機(jī)穩(wěn)定性電路設(shè)計(jì)

防微波自激和腔體效應(yīng)設(shè)計(jì)。自激的存在會(huì)妨礙有用信號(hào)的傳輸，影響單機(jī)的正常工作。防腔體效應(yīng)也是單機(jī)穩(wěn)定性電路設(shè)計(jì)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，品質(zhì)因子Q值高的本征頻率點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致單機(jī)工作不穩(wěn)定。從Q值的定義式(5)可知，Q值越低，振蕩衰減越快。當(dāng)Q值達(dá)到一個(gè)較低的值，腔體的本征諧振特性對(duì)單機(jī)正常工作頻點(diǎn)的電性能影響很小。

(5)

本單機(jī)主要從降低腔體內(nèi)部輻射、提高腔體本征頻率、降低帶內(nèi)本振頻率Q值等幾個(gè)角度來進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，電源模塊和射頻模塊均設(shè)計(jì)成獨(dú)立的封閉金屬盒體結(jié)構(gòu)，兩模塊相互屏蔽；射頻模塊的主單元和備單元之間用隔墻分開，提高兩單元之間隔離度；這樣通過合理布局、合適腔高、優(yōu)化放大器級(jí)聯(lián)匹配等設(shè)計(jì)措施來避免腔體效應(yīng)和自激。采用HFSS仿真軟件進(jìn)行腔體和基板的聯(lián)合建模仿真，仿真結(jié)果表明，帶內(nèi)本征頻率Q值很低，均在幾百以下，無自激和腔體效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。

EMC設(shè)計(jì)。鑒于目前國標(biāo)對(duì)于EMC是以試驗(yàn)作為考核要求的，尚未建立起EMC設(shè)計(jì)上的指標(biāo)體系；因而，本文在設(shè)計(jì)中更多的是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和工程經(jīng)驗(yàn)[11]，提出單機(jī)產(chǎn)品級(jí)、模塊級(jí)、電路級(jí)、元器件級(jí)的一些EMC有效防護(hù)設(shè)計(jì)措施，主要包括接地設(shè)計(jì)、濾波設(shè)計(jì)、布局和布線設(shè)計(jì)和屏蔽設(shè)計(jì)。其中，接地設(shè)計(jì)很關(guān)鍵，如圖6所示，一次電源100 V母線回線與二次電源母線回線隔離，隔離電阻大于1 MΩ；一次電源100 V母線正線及回線與機(jī)殼絕緣，28 V線包及回線與機(jī)殼絕緣、遙控及回線與機(jī)殼絕緣，絕緣電阻大于1 MΩ；二次電源母線回線、遙測(cè)地、射頻地均與機(jī)殼相通。單機(jī)最后通過了要求的9項(xiàng)EMC試驗(yàn)，充分驗(yàn)證了上述設(shè)計(jì)的合理性和有效性。

圖6 單機(jī)接地網(wǎng)絡(luò)示意圖

1.4 單機(jī)結(jié)構(gòu)及熱設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要是提高設(shè)備結(jié)構(gòu)剛、強(qiáng)度，以達(dá)到承受各種惡劣力學(xué)環(huán)境，特別是發(fā)射階段的沖擊、振動(dòng)等環(huán)境；同時(shí)，采取減重措施，殼體底部及四周挖有不同形式的減重槽，最終實(shí)現(xiàn)單機(jī)重量小于1.24 kg。

熱設(shè)計(jì)直接關(guān)系到電子設(shè)備的壽命和可靠性，必須采取合適的散熱措施使單機(jī)內(nèi)元器件工作溫度滿足Ⅰ級(jí)降額要求[12]。單機(jī)主要散熱途徑是器件熱量傳導(dǎo)到機(jī)箱殼體上，機(jī)殼上的熱量再通過安裝板傳導(dǎo)到安裝平臺(tái)上，即把單機(jī)的底座安裝面作為傳導(dǎo)散熱面。單機(jī)殼體和底板材料采用導(dǎo)熱良好的鋁合金，射頻模塊和電源模塊采取一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝面粗糙度優(yōu)于3.2 μm，平面度優(yōu)于0.1 mm/100 mm×100 mm，有效減少了單機(jī)對(duì)外接觸熱阻；設(shè)備外殼涂溫控黑漆，半球發(fā)射率≥0.85。

單機(jī)內(nèi)中等熱耗(0.1～0.3 W)的元器件，采用表貼焊接工藝，焊接在印制板和微帶板焊盤上，通過焊盤大面積覆銅，并下方多布接地通孔，將熱傳導(dǎo)到殼體上；電源模塊中的肖特基二極管和MOS管，通過導(dǎo)熱凸臺(tái)和導(dǎo)熱墊將熱量傳導(dǎo)到殼體。熱耗大于0.3 W的放大器，先通過280 ℃AuSn共晶焊料將放大器焊接在高導(dǎo)熱的鉬銅載體上；再通過微帶板開腔，用183 ℃的PbSn焊料將鉬銅載體直接焊在殼體上；這樣既實(shí)現(xiàn)了低熱阻設(shè)計(jì)，又滿足了高釬透率的良好接地要求。微帶板介電常數(shù)3.38，厚0.81 mm，雙面覆銅，銅箔厚度35 μm。電源板選用FR-4，厚1.6 mm，銅箔厚度70 μm；板上通過增加金屬化孔和大面積覆銅層來增強(qiáng)導(dǎo)熱能力。采用FLOTHRERM軟件工具進(jìn)行了單機(jī)的熱仿真，仿真數(shù)據(jù)表明，在軌工作最高溫度50 ℃時(shí)，射頻模塊中放大器最高溝道溫度96.8 ℃，符合GaAs功率器件Ⅰ級(jí)降額(低于100 ℃)要求；電源模塊中三極管最高結(jié)溫66.9 ℃，符合硅功率器件Ⅰ級(jí)降額(低于90 ℃)要求，因此，單機(jī)使用的元器件在軌工作溝道溫度或結(jié)溫符合Ⅰ級(jí)降額要求，熱設(shè)計(jì)符合要求。

單機(jī)采用的工藝主要包括表面組裝工藝、電子元器件搪錫工藝、手工焊接工藝、固封工藝、印制電路板三防工藝、機(jī)械加工工藝、單機(jī)裝配工藝、單機(jī)裝聯(lián)工藝、導(dǎo)電氧化工藝等。這些工藝方法廣泛應(yīng)用于航空、航天產(chǎn)品，技術(shù)成熟，狀態(tài)穩(wěn)定，能支撐本單機(jī)實(shí)物研制。

圖7 放大器單機(jī)實(shí)物圖

2 測(cè)試和試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述設(shè)計(jì)，開展了單機(jī)的投產(chǎn)、齊套、裝配、測(cè)調(diào)和環(huán)境試驗(yàn)，并最終交付。單機(jī)實(shí)物如圖7所示。圖8和表1給出了主要指標(biāo)的常溫測(cè)試結(jié)果，其中，工作帶寬6 MHz內(nèi)帶內(nèi)增益起伏≤0.081 dB、駐波≤1.27、P-1輸出≥19.1 dBm，本體尺寸155.3 mm×81.9 mm×95.2 mm，重量1.207 kg；且主備份通道幅度一致性優(yōu)于±0.075 dB、相位一致性優(yōu)于±2°；實(shí)測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)預(yù)期，滿足設(shè)計(jì)輸入要求，體現(xiàn)了本單機(jī)指標(biāo)上的高性能。單機(jī)封蓋后通過了高溫浸泡老煉試驗(yàn)、力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)、熱真空試驗(yàn)、熱循環(huán)試驗(yàn)、溫度循環(huán)老煉試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)(含ESD)等一系列鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中也通過了啟動(dòng)、帶載、電壓拉偏、激勵(lì)過載等情形下的全指標(biāo)測(cè)試，充分驗(yàn)證了本單機(jī)的工作穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命高可靠性；最終實(shí)現(xiàn)了單機(jī)零歸零、指標(biāo)零超差、星載環(huán)境試驗(yàn)零故障的正樣交付；隨整機(jī)成功發(fā)射后，在軌工作一直正常、穩(wěn)定。

(a) 主通道實(shí)測(cè)增益曲線

表1 單機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)實(shí)測(cè)結(jié)果及符合性表

3 結(jié)束語

本文介紹的放大器單機(jī)通過突破高可靠單機(jī)架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，大動(dòng)態(tài)輸入過載保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)、電源及射頻通道安全性等保護(hù)電路設(shè)計(jì)技術(shù)，微波電路防腔體效應(yīng)、EMC等穩(wěn)定性電路設(shè)計(jì)技術(shù)，單機(jī)高效散熱技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)；使得單機(jī)在工作帶寬6 MHz內(nèi)增益起伏≤0.081 dB、駐波≤1.27、幅度一致性≤±0.075 dB；激勵(lì)過載20 dB、電壓拉偏90～110 V、駐波拉偏3∶1下仍能正常工作；供電單元具有輸入保護(hù)、輸出過流保護(hù)、過壓保護(hù)等功能；12年末期可靠度優(yōu)于0.998；從而實(shí)現(xiàn)了放大器單機(jī)的高性能、長(zhǎng)壽命和高可靠。隨整機(jī)成功發(fā)射后，在軌工作一直穩(wěn)定正常。本單機(jī)作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊，可應(yīng)用于其他衛(wèi)星有效載荷；與此同時(shí)，通過更換末級(jí)放大器，可實(shí)現(xiàn)20～45 dBm不同功率量級(jí)的輸出；并可將設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于其他頻段，應(yīng)用前景廣闊。