技术调研：着眼于电子战（EW）应用的功率放大器(PA) 留言
原文始发于微信公众号（雷达通信电子战）：射频易商城
Skip to navigation
Skip to content
本次技术调研着眼于电子战（EW）应用的功率放大器。当今的EW系统设计人员可以从多种功率放大器中进行选择，例如行波管（TWT），LDMOS，微波功率模块（MPM）和砷化镓（GaAs）或氮化镓（GaN）固态功率放大器（SSPA）等。
你选的哪种？
对于工程师来说，如果不知从何入手，这真是一个艰难的决定，谁知道哪种类型的功放最适用于特定的EW场景？但是，从另一个角度分析，好消息是许多功放厂商正在将这些技术结合到他们的产品中，以充分利用每种技术的最佳性能特征，力求满足几乎所有电子战要求。
数十年来，行波管（TWT）是EW设计工程师的主要PA选择。TWT可以为进攻性电子战系统提供足够的动力，例如地面通信干扰机或支援干扰机。它们的体积也很小，可用于自保护电子战系统，例如战斗机上的机载干扰吊舱或直升机的机载电子战系统。
在1990年代，MPM首次亮相，主要用于雷达干扰应用。随着TWT和MPM体积的的进一步减小，设计人员发现了新的电子战应用场景，例如机载拖曳诱饵。
在上世纪90年代，GaN技术也开始出现在包括功率放大器在内的各种应用中。当美国及其盟友需要开发大量低功率（10-25W）通信干扰器以对抗伊拉克和阿富汗的简易远程遥控爆炸装置（RCIED）时，基于GaN的SSPA是首选技术。
推荐相关阅读
技术调研：通信干扰器
到2010年，GaN的性能在不同频率上不断攀升，并在许多雷达干扰系统中得到了应用，例如EA-I8G新一代干扰机的中频吊舱和水面战斗机上的SEWIP Block 3 EA系统。如今，TWT和GaN技术目前正向电子战应用的Ka频段发展。
军用功率放大器的需求将不断发展。在接下来的十年中，国防部将开发新一代多功能RF系统（结合通信，雷达，电子战和其他功能），这些系统是为小型自动无人车设计的，它们可以集群使用。这些高要求驱使公司开发更小，更轻，功耗更低的新型功率放大器。由于这些自主武器设备在完成任务后可能无法回收，因此功率放大器的成本也是一个重要的考虑因素。
本次调研内容
本次的调研包括来自26家公司的近70种产品，下面节选部分产品。
表格第一列为型号名称或编号。
下一列提供了设备的工作频率范围。大多数EW功率放大器都能覆盖很宽的频率范围（几百兆赫兹或几千兆赫兹），并且在该范围内具有一致的性能。
第三列显示功率放大器具有哪些功能特性。注意，MPM可以使用TWT或SSPA。
第四列为输出类型：脉冲或连续波（CW）。除某些雷达干扰技术的脉冲输出外，许多电子战还要求具有发射连续波的功能。
第五列表示设备的输出功率或增益。增益定义了从输入到输出可以提高的功率。只要放大器在线性区域内工作，输入功率乘以增益就等于输出功率。通常情况下，只要不超过最大输入功率限制，功率放大器都将处于线性工作模式。
第六列列为谐波和杂散电平。相对于载波的分贝数（dBc）用于衡量设备内产生的谐波或杂散相对于载波信号的高低。对于大多数场合，该值越大，放大器的性能越好。当输入功率超过最大值时，放大器将开始以非线性模式工作。在此模式下，谐波和杂散信号的输出功率将继续增加，直到与有用信号的输出功率持平，有用信号才会继续增加。
PAE
这里的效率定义为功率附加效率（PAE）。即输出功率（RF）减去输入功率（RF）与直流功率的比值。在高增益系统中，PAE的值与效率大致相等（输出功率除以输入功率），但是在低增益系统中，两者可能有很大差异。
在此次调研中，输入功率（直流）是平均输入功率。对于脉冲系统，当产生脉冲而不是平均值时，就用平均功率计算PAE。
最后一项是可靠性。可靠性是产品在失效前可以运行多少小时的概率值。在此前提下，这个值是厂家得出的典型SSPA在规定的条件下工作时长。
