速调管功放设备在正常工作时,可通过监控软件以及硬件电路实现输出功率的控制,并且要求设置完成后,输出功率能够在不同环境条件下保持一定的稳定度。速调管功放设备中,发射信道链路中的微波元器件,如S/X频段前级驱动放大器、S/X频段功率放大器模块、S/X频段速调管放大器、微波网络等在工作状态下会受到环境温度和高低压电源波动的影响,从而引起整机输出功率/增益随着时间和温度产生漂移,特别是固态功率放大模块和速调管放大器的增益很高(固态功率放大模块增益大于或等于40dB,速调管放大器增益大于或等于35dB),对外围环境的波动更加敏感。因此这些微波元器件输出功率的波动对于整机输出功率大于10kW的设备所造成的直接影响就是恶化了其输出功率的稳定性和相位变化,并使实际输出功率与设定输出功率出现较大的偏差。
速调管功放设备中引入ALC电路对功放输出功率进行实时动态调整,能有效减小速调管功放输出功率的波动,从而改善功放输出功率的时间稳定性。
当功放设备在工作中需要对输出功率进行设定时,首先由监控单元对射频小信号放大组件内的数控衰减器进行设置,当功率设置过程完成后,就需要对功率的输出进行稳定性控制。由于在功率设置过程中,输出功率处于一个正常的变化过程中,不需对其进行稳定性控制,因此对ALC电路来说需要具有开闭环控制功能。开闭环控制信号由功率设定程序和监控程序产生,功率设定时先判断ALC电路是否闭环,若闭环则通过控制信号将其改成开环状态,完成功率设定并稳定后再恢复其闭环状态。
ALC电路由记忆存储电路和积分放大电路组成。当系统需将输出功率设置为某一值时,先对ALC电路输出1个ALC开/闭环控制信号,该信号通过驱动电路控制开闭环继电器,将ALC环路断开,同时输出1个固定的ALC开环电压。当系统完成输出功率设定,需要ALC电路对输出功率进行稳定性控制时,先对ALC电路的记忆存储电路发送1个ALC触发脉冲信号,该脉冲触发信号控制记忆存储电路中的模数变换(A/D)电路对输入的输出功率检波信号进行采样和信号的A/D转换。转换后的信号用触发器进行锁存记忆,然后将该信号通过数模变换(D/A)电路和反相电路转换成负极性的模拟信号,该负极性的模拟信号和A/D采样输入端的正极性模拟信号大小相等、极性相反。将这2路模拟电平送调零电位器的2个输入端,调整电位器的输出电平为0电平,该电平即用作积分放大电路的输入电压,积分放大电路的参考电压为0电平。当系统完成输出功率设定后,通过发送ALC开/闭环控制信号控制开闭环继电器将ALC环路闭环,ALC控制电路开始起控。
当输出功率不变时,即输出功率送ALC控制电路的检波信号不变时,调零电位器两端的输入信号大小相等极性相反,则积分放大器输入电压为0电平,由于积分放大器的参考电压也为0电平,所以ALC控制电路输出的ALC控制电压保持不变。当输出功率发生变化时,调零电位器的负极性输入电压由于记忆存储电路的作用保持不变,而正极性的输入电压随输出功率检波电压的变化而变化,这样积分放大器的输入电压就不再为0电平,则ALC控制电路产生的ALC电压发生变化,并控制射频小信号放大组件信道内的电调衰减器,使其改变输出功率,从而减小速调管功放输出功率的变化量,达到稳定输出功率的目的。