一种固态功放阵列的热漂移补偿装置及方法与流程

本发明涉及射频微波，更具体地说，它涉及一种固态功放阵列的热漂移补偿装置及方法。

背景技术：

1、固态功放（solid-state power amplifier，sspa）作为有源相控阵天线发射通道的核心部件，其性能直接决定了雷达系统、卫星通信系统和电子战装备的整机效能。随着有源相控阵朝着高频段、高集成度和高功率方向发展，阵列中密集排布的功放单元产生了极高的热流密度，局部热流密度可达每平方厘米数瓦特水平。功放管结温的升高不仅会缩短器件寿命，更会实时改变功放的增益和相位特性，这种现象被称为热漂移。

2、针对功放热漂移问题，现有技术中已有若干温度补偿方案被提出。例如，有方案利用模拟预失真线性化技术设计线性化器，将其用于gan固态功放的线性化驱动模块并增加温度补偿功能，可实现增益幅度补偿范围0.9～7.6db、相位补偿范围9°～40°。另有方案采用有源片上自适应偏置电路，通过温度反馈环路降低温度引起的放大器集电极直流电流变化量，从而补偿温度变化导致的性能偏差。在系统层面，也有方案在相控阵天线的公共通路中串联温度补偿电路，基于天线阵列单元的温度或公共通路的温度对整个相控阵装置进行温度补偿。

3、现有技术中，相控阵架构中单元通道间的幅相一致性误差会直接导致波束指向偏差和副瓣电平抬升，而各个放大器的热特性在生产过程中存在的随机差异，无法通过统一的补偿参数进行有效补偿。当部分通道因散热不足而呈现更严重的增益压缩和相位滞后时，会在合成波束中形成额外的旁瓣干扰，严重影响相控阵天线的波束指向精度和空间辐射性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种固态功放阵列的热漂移补偿装置及方法，解决了传统补偿方法仅针对单个功放进行统一补偿而忽视阵列内各单元因散热条件、安装位置差异所导致的热漂移不一致问题，从而能够针对每一功放单元的实际温度状态实施差异化补偿，有效提升了补偿的针对性和有效性。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、本发明的第一方面，提供了一种固态功放阵列的热漂移补偿装置，包括：

4、温度检测模块，所述温度检测模块包括多个温度传感器，每一所述温度传感器对应设置于固态功放阵列的一个功放单元处，用于实时采集对应功放单元的工作温度；

5、补偿控制模块，耦接所述温度检测模块，被配置为接收各所述功放单元的工作温度，根据各所述工作温度分别计算各所述功放单元对应的补偿参数，并输出各所述补偿参数；

6、补偿执行模块，耦接所述补偿控制模块和所述固态功放阵列的各所述功放单元，被配置为根据各所述补偿参数分别对各所述功放单元进行增益补偿和/或相位补偿。

7、本发明的第二方面，提供了一种固态功放阵列的热漂移补偿方法，应用于如本发明的第一方面提供的固态功放阵列的热漂移补偿装置，方法包括：

8、通过分别设置于固态功放阵列各功放单元处的多个温度传感器，实时采集各所述功放单元的工作温度；

9、接收各所述功放单元的工作温度，根据各所述工作温度分别计算各所述功放单元对应的补偿参数，并输出各所述补偿参数；

10、根据各所述补偿参数分别对各所述功放单元进行增益补偿和/或相位补偿。

11、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

12、1、本发明通过为阵列中各功放单元独立采集工作温度，实现了对各单元热漂移状态的精准感知，克服了传统补偿方法仅针对单个功放进行统一补偿而忽视阵列内各单元因散热条件、安装位置差异所导致的热漂移不一致问题，从而能够针对每一功放单元的实际温度状态实施差异化补偿，有效提升了补偿的针对性和有效性。同时，通过根据各功放单元工作温度与预设阈值的比较结果动态切换线性或非线性补偿模式，能够适应功放单元在不同温度区间的非线性漂移特性，进一步提高了全温度范围内的补偿精度。

13、2、本发明通过预存各功放单元独立的温度-增益漂移模型和温度-相位漂移模型，并结合阵列温度分布均匀性指标的实时评估生成阵列级补偿修正系数，不仅能够补偿各功放单元自身的热漂移，还能够从阵列整体层面优化各单元之间的增益一致性和相位一致性。当温度分布均匀性指标超标时，自动触发阵列重校准指令并基于当前温度状态重新计算所有功放单元的补偿参数，从而有效抑制因各单元热漂移不一致引起的波束指向偏差和副瓣电平抬升，显著改善相控阵系统的波束指向精度和辐射性能。此外，各功放单元对应数字式移相器的相位控制精度彼此独立配置，使得阵列中各通道能够根据其实际相位漂移特性灵活调整补偿分辨率，在保证补偿效果的同时优化系统资源分配。

1.一种固态功放阵列的热漂移补偿装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种固态功放阵列的热漂移补偿装置，其特征在于，所述补偿控制模块包括：

3.根据权利要求2所述的一种固态功放阵列的热漂移补偿装置，其特征在于，所述温度-增益漂移模型和所述温度-相位漂移模型为基于各所述功放单元的散热条件、安装位置和/或历史工作数据预先标定的差异化模型，各所述功放单元对应的所述漂移模型彼此独立；

4.根据权利要求2所述的一种固态功放阵列的热漂移补偿装置，其特征在于，所述补偿控制模块还包括：

5.根据权利要求1所述的一种固态功放阵列的热漂移补偿装置，其特征在于，所述补偿执行模块包括：

6.根据权利要求5所述的一种固态功放阵列的热漂移补偿装置，其特征在于，每一所述增益补偿单元包括：

7.根据权利要求5所述的一种固态功放阵列的热漂移补偿装置，其特征在于，每一所述相位补偿单元包括：

8.根据权利要求1所述的一种固态功放阵列的热漂移补偿装置，其特征在于，所述补偿装置还包括：

9.根据权利要求1所述的一种固态功放阵列的热漂移补偿装置，其特征在于，所述补偿装置还包括：

10.一种固态功放阵列的热漂移补偿方法，应用于如权利要求1至9任一项所述的固态功放阵列的热漂移补偿装置，其特征在于，方法包括：