本设计是针对0.38GHZ-18GHZ超宽带固态功率放大器所的一款监控系统。由于功放应用在舰载电子对抗系统的发射机部分,昼夜温差、湿度等复杂的环境下必须做好对固态功放发射机的故障保护,于此同时在保证固态功放增益线性度、小型化以利于系统集成的前提下,还要尽量的提高功率资源的利用,为此设计了038GHz-18GHz频段固态功放监控系统。监控系统设计目标是实现对固态功放工作时各状态的实时检测、故障保护、改善整机增益线性度、提高功率资源利用度等。由于功放采用GaN合成技术,存在高端增益压缩严重,整体线性度不好的问题。为保证线性度,仅靠射频链路的设计很难达到比较好的指标,以往的方法是以牺牲功率资源为代价,把输出功率控制在饱和点回退3db以后的线性区使用,此种情况就严重浪费了功率资源,并且增大了合成体积和功率合成难度。由于0.38-18GHz超宽的频带,很难找到如此高倍频程的放大器件,因此为了设计的可行性降低倍频程,采取了分通道设计的方案,整机由0.38-2GHz、2-6GHz、6-18GHz三个独立通道组成,其监控系统要对三通道的独立控制并且保证通道之间互不影响。监控系统采用M4内核的ARM芯片作为主控制器,以RS232、RS485以及以太网通讯实现人机之间的交互。在对固态功放的故障检测及保护上采用多传感器配合采集各工作参数,比如利用热敏温度传感器获取温度信息、功率检波器获得功率信息、由监控系统产生的TTL标准的电平配合电源时序电路来切断出现故障的通道,同时通过触摸屏以及上位机显示故障所在位置。对于功放线性度、增益平坦度、功率稳定度和功率资源利用度的改善采取了微波功率电平的控制技术,利用输入输出功率检波器以及电调衰减器配合模糊参数自整定PID算法完成,最终实现恒功率和恒增益两种工作模式,恒功率模式下输出功率恒定不变,恒增益模式下输入、输出增益恒定。由于功率检波与频率和温度相关性较大,在此对功率检波链路的设计上加入了频率识别电路和温度补偿电路。经过高低温试验表明,系统性能稳定,实时监控工作状态性能良好,可以达到监控与保护的目的,并且可以准确地显示出故障位置,有效的降低了故障维护的难度,提高了功放整机工作效率和安全性,系统已交付应用。