S波段平衡式限幅低噪声放大器制造技术

本实用新型专利技术提供一种S波段平衡式限幅低噪声放大器，其采用平衡式电路结构，所具有的输入电桥和输出电桥均为Lange电桥，设置有Lange电桥电路的基板和设置有放大器匹配电路的基板分别由陶瓷基片构成；限幅二极管由两级限幅二极管组成；放大器匹配电路采用较宽频带未匹配的低噪声PHEMT放大器芯片，按照所需频段通过微带线进行匹配，放大器匹配电路采用两级放大结构，第一级放大按最优噪声系数匹配，第二级放大按最优增益进行匹配，且在微带线周围预留多个调试块；放大器的封装壳体采用陶瓷底座与金属墙体通过平行封焊而成。产品具有高增益、高一致性和集成度、体积小、气密性好等优点。

S-Band Balanced Limited Low Noise Amplifier

The utility model provides an S-band balanced limiting low noise amplifier, which adopts a balanced circuit structure. The input and output bridges are Lange bridges. The substrate with Lange bridge circuit and the substrate with amplifier matching circuit are respectively composed of ceramic substrates; the limiting diode is composed of two stages of limiting. The amplifier matching circuit uses a low noise PHEMT amplifier chip which is not matched in wideband and matches by microstrip line according to the required frequency band. The amplifier matching circuit adopts a two-stage amplifier structure. The first stage amplifier matches by the optimal noise figure, and the second stage amplifier matches by the optimal gain. A number of debugging blocks are reserved around the wire. The encapsulation shell of the amplifier is made of ceramic base and metal wall by parallel sealing and welding. The product has the advantages of high gain, high consistency and integration, small size and good air tightness.

【技术实现步骤摘要】
S波段平衡式限幅低噪声放大器
本技术涉及微波通信模块，具体而言，涉及S波段平衡式限幅低噪声放大器，主要应用于接收机的输入端口。
技术介绍
随着芯片封装技术的不断发展，集成电路模块已越来越趋向于小型化和集成化，采用焊接技术的传统封装芯片和传统PCB板体积大，集成度低，无法满足小型化要求。而且，内匹配的低噪声放大器芯片成本较高，无可调性，应用时相对于外部匹配的低噪声放大器不够灵活。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题，提供一种新型的S波段平衡式限幅低噪声放大器，其具有集成度高、利于小型化、可调性强的优点。本技术提供的S波段平衡式限幅低噪声放大器采用平衡式电路结构，包括输入电桥、输出电桥、限幅二极管、放大器匹配电路，其中，所述输入电桥和所述输出电桥均为Lange电桥，设置有所述Lange电桥电路的基板和设置有所述放大器匹配电路的基板分别由陶瓷基片构成；所述限幅二极管由两级限幅二极管组成；所述放大器匹配电路采用较宽频带未匹配的低噪声PHEMT放大器芯片，按照所需频段通过微带线进行匹配，所述放大器匹配电路采用两级放大结构，第一级放大按最优噪声系数匹配，第二级放大按最优增益进行匹配，且在所述微带线周围预留多个调试块；所述放大器的封装壳体采用陶瓷底座与金属墙体通过平行封焊而成。由于采用平衡式的电路结构，电桥为lange电桥，基板为厚度薄的陶瓷基片，所以具有损耗小、体积小的优点。由于采用了两级限幅结构，所以能够在耐受3W连续波的同时减小损耗。由于采用了较宽频带未匹配的低噪声PHEMT放大器芯片，且采用两级放大结构，第一级放大按最优噪声系数匹配，第二级放大按最优增益进行匹配，且在微带匹配线周围预留足够调试块，所以能够增强放大器的可调性。在本技术提供的S波段平衡式限幅低噪声放大器中，优选的是，所述陶瓷基片为Al2O3陶瓷基片，设置于所述陶瓷基片上的器件与所述陶瓷基片通过导电胶粘接，所述器件通过金丝键合进行电气连接，所述器件中的输入负载电阻为功率电阻，所述器件中的所述功率电阻以外的器件均为裸片。在本技术提供的S波段平衡式限幅低噪声放大器中，优选的是，所述两级限幅二极管中的第一级限幅通过并联一只二极管芯CLA4604实现，第二级限幅通过并联两只二极管芯CLA4601对管实现。在本技术提供的S波段平衡式限幅低噪声放大器中，优选的是，设置有所述Lange电桥电路的陶瓷基片厚度为0.631mm；设置有所述放大器匹配电路的陶瓷基片厚度为0.381mm。在本技术提供的S波段平衡式限幅低噪声放大器中，优选的是，所述Lange电桥的负载端连接有电阻，所述电阻的一端焊盘键合金丝与Lange电桥相连，所述电阻的另一端焊盘键合金丝与腔体相连而接地。技术效果根据本技术，能够提供一种新型的S波段平衡式限幅低噪声放大器，其具有集成度高、利于小型化、可调性强的优点。附图说明图1是S波段平衡式限幅低噪声放大器设计原理图。图2是S波段平衡式限幅低噪声放大器装配图。图3是S波段平衡式限幅低噪声放大器结构尺寸图。图4是S波段平衡式限幅本征模仿真结果图。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案进行详细说明。如图1和图2所示，本技术提供的S波段平衡式限幅低噪声放大器采用平衡式电路结构，包括输入电桥11、输出电桥12、限幅二极管13、放大器匹配电路14。上文提到的S波段，众所周知，是指频率在2GHz-4GHz的无线电波波段输入电桥和输出电桥均采用了Lange电桥，该Lange电桥分别设置于0.631mm厚度的Al2O3陶瓷基片S1、S2上。将电桥的耦合线在S波段保持在加工工艺水平允许的范围内，且体积在工艺允许范围内为最小。由此能够实现损耗小、体积小的效果。输入电桥负载端选择相应的功率电阻，输出电桥负载端为薄膜电阻，由此反射信号被负载吸收，能够有效的改善驻波。例如，负载端选用了整个底部接地的50欧姆负载电阻，保证在大功率工作条件时良好的散热。该电阻顶面的其中一个焊盘键合金丝与Lange电桥相连，另一个焊盘键合金丝与腔体相连保证接地。限幅二极管在小信号工作状态时，其等效为小电容，有插入损耗，影响噪声系数等指标，但是本方案采用两级限幅，第一级限幅并联一只CLA4604，第二级限幅并联两只CLA4601对管，由此能够在耐3W连续波的同时有更低的损耗。放大器匹配电路选用较宽频带未匹配的低噪声PHEMT放大器芯片TC1201进行匹配设计，该放大器匹配电路设置于0.381mm厚度的Al2O3陶瓷基片S3上。并且，采用两级放大结构，第一级放大按最优噪声系数匹配，第二级放大按最优增益进行匹配，最终达到低噪声高增益的技术指标。设置该匹配电路的基板为0.381mm厚度的Al2O3陶瓷基片，微带线为溅射纯金，微带线的宽度可做到0.05mm，使放大器的匹配线体积更小，且在匹配线周围预留足够调试块，增强可调性。本技术提供的S波段平衡式限幅低噪声放大器例如采用SM23标准壳体封装，壳体材料采用陶瓷和金属结合，平行封焊，能够保证良好的气密性。而且，基板均为陶瓷基片，内部器件与基片为导电胶粘接，电路采用金丝键合进行电气连接，集成度高。此外，设置电桥、放大器匹配电路等的基板均为陶瓷基片。由于陶瓷基片具有介电常数高，加工精度好，因此能够实现更小体积的电路结构。而且，内部器件除功率电阻外，其余器件均为裸片，电阻均采用薄膜电阻，均为导电胶粘接，电路采用金丝键合进行电气连接，能够进一步提高集成度。图3示出了S波段平衡式限幅低噪声放大器的结构尺寸图，它的结构相对传统铝制腔体和传统PCB电路板、封装芯片做成的产品来说小了很多。图4示出了S波段平衡式限幅本征模仿真结果。从图4中能够看出S波段平衡式限幅低噪声放大器腔体的谐振频率最小为14.97GHz，远远高于微波电路的工作频率，故微波电路基本不受空间谐振的影响。因此，在本技术提供的S波段平衡式限幅低噪声放大器中，lange电桥将信号一分为二，大信号下信号反射被负载吸收，保证端口驻波；器件采用宽频带未匹配的低噪声PHEMT放大器芯片，按照所需频段进行带线匹配，满足低噪声高增益的要求，且有效降低成本；内部器件与陶瓷基片为导电胶粘接，采用金丝键合进行电气连接，壳体采用SM23标准可伐壳体，平行封焊；产品具有高增益、高一致性和集成度、体积小、气密性好等优点。以上对本技术的具体实施方式进行了说明，但是上述说明对于本技术的保护范围并不构成限制，本领域技术人员能够在不超出本技术保护范围的情况下进行各种改进和变更。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种S波段平衡式限幅低噪声放大器，采用平衡式电路结构，包括输入电桥、输出电桥、限幅二极管、放大器匹配电路，其特征在于，所述输入电桥和所述输出电桥均为Lange电桥，设置有所述Lange电桥电路的基板和设置有所述放大器匹配电路的基板分别由陶瓷基片构成；所述限幅二极管由两级限幅二极管组成；所述放大器匹配电路采用较宽频带未匹配的低噪声PHEMT放大器芯片，按照所需频段通过微带线进行匹配，所述放大器匹配电路采用两级放大结构，第一级放大按最优噪声系数匹配，第二级放大按最优增益进行匹配，且在所述微带线周围预留多个调试块；所述放大器的封装壳体采用陶瓷底座与金属墙体通过平行封焊而成。

【技术特征摘要】
1.一种S波段平衡式限幅低噪声放大器，采用平衡式电路结构，包括输入电桥、输出电桥、限幅二极管、放大器匹配电路，其特征在于，所述输入电桥和所述输出电桥均为Lange电桥，设置有所述Lange电桥电路的基板和设置有所述放大器匹配电路的基板分别由陶瓷基片构成；所述限幅二极管由两级限幅二极管组成；所述放大器匹配电路采用较宽频带未匹配的低噪声PHEMT放大器芯片，按照所需频段通过微带线进行匹配，所述放大器匹配电路采用两级放大结构，第一级放大按最优噪声系数匹配，第二级放大按最优增益进行匹配，且在所述微带线周围预留多个调试块；所述放大器的封装壳体采用陶瓷底座与金属墙体通过平行封焊而成。2.根据权利要求1所述的S波段平衡式限幅低噪声放大器，其特征在于，所述陶瓷基片为Al2O3陶瓷基片，设置于所述陶瓷基片上的器件与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：奉庆，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11