一种托盘式空间功率合成器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种托盘式空间功率合成器，包括盖板和底座，所述盖板和所述底座之间设置有多个依次堆叠的托盘，各所述托盘在两个相对的侧面上均设有波导口，各所述托盘上设有PCB板，所述PCB板上设有射频电路，所述射频电路连接有槽线微带转换器，所述射频电路包括有天线，所述天线的长度由外层的托盘向中间层的托盘减少设置。本实用新型专利技术通过不等长度的天线结构，能有效地弥补了波导传输模式对托盘的不均匀激励，获得了更高的幅度平衡性，从而提高了功放模块的合成效率，并且有利于实现多芯片的功率合成，实现了更高功率的输出。本实用新型专利技术可广泛应用于功率合成器领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种托盘式空间功率合成器
本技术涉及功率合成器
，尤其涉及一种托盘式空间功率合成器。
技术介绍
由于功放芯片的输出功率和增益随着应用频段的升高而滚降，为了满足毫米波系统对高输出功率的需求，可以通过利用功率合成器对多个功放芯片进行功率合成而实现高功率水平。功率合成技术主要分为电路合成和空间合成。电路合成多数以二进制树形拓扑结构来实现，随着2路功分网络级联个数的增加，功率合成器的合成效率会不断降低。这不利于多芯片，高功率的设计。因此，合成效率与芯片数无关的空间功率合成技术被广泛用于毫米波功率放大器设计。现有的托盘式波导内空间功率合成器为等长度的功分天线结构。由于TE10模对各个托盘的激励不均匀，等长度的功分天线结构会导致靠近波导中心的托盘的MMIC功放芯片接收到的RF功率比波导外侧的托盘多，尤其是当MMIC功放芯片工作在饱和状态或接近饱和状态时，这会降低功放模块的合成效率和整体的合成效率。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种托盘式空间功率合成器。本技术所采取的技术方案是：一种托盘式空间功率合成器，包括盖板和底座，所述盖板和所述底座之间设置有多个依次堆叠的托盘，各所述托盘在两个相对的侧面上均设有波导口，各所述托盘上设有PCB板，所述PCB板上设有射频电路，所述射频电路连接有槽线微带转换器，所述射频电路包括有天线，所述天线的长度由外层的托盘向中间层的托盘减少设置。根据本技术的一些实施例，所述的射频电路还包括有微带匹配网络和MMIC阵列，所述微带匹配网络分别与MMIC阵列和天线相连接。根据本技术的一些实施例，所述PCB板包括有金属层和介质层，所述金属层设置于所述介质层的正面，所述介质层的背面安装在所述托盘上，所述天线设置于所述介质层的背面上。根据本技术的一些实施例，所述天线呈鳍线形式。根据本技术的一些实施例，所述槽线微带转换器包括设置于所述PCB板正面的微带线和设置于所述PCB板背面的槽线，所述槽线与天线连接，所述PCB板背面还设置有与所述微带线对称的渐变传输线，所述渐变传输线与所述槽线相互垂直。根据本技术的一些实施例，所述渐变传输线的中心还设置有感性元件。根据本技术的一些实施例，所述托盘设有多个开孔。根据本技术的一些实施例，所述开孔放置有吸波材料。根据本技术的一些实施例，所述托盘上设置有多个分隔柱。根据本技术的一些实施例，所述多个托盘的厚度总和等于所述波导口长边的长度。本技术的有益效果是：本技术一种托盘式空间功率合成器通过不等长度的天线结构，能有效地弥补了波导传输模式对托盘的不均匀激励，获得了更高的幅度平衡性，从而提高了功放模块的合成效率，并且有利于实现多芯片的功率合成，实现了更高功率的输出。附图说明图1是本技术一种托盘式空间功率合成器的结构示意图；图2是本技术一种托盘式空间功率合成器中托盘的结构示意图；图3是本技术一种托盘式空间功率合成器中PCB板背面的结构示意图；图4是本技术一种托盘式空间功率合成器中射频电路的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明：参考图1和图2，本技术实施例提供了一种托盘式空间功率合成器，包括盖板1和底座2，盖板1和底座2之间设置有多个依次堆叠的托盘3，各托盘3在两个相对的侧面上均设有波导口，各托盘3上设有PCB板4，PCB板4上设有射频电路，射频电路连接有槽线51微带转换器5，射频电路包括有天线6，天线6的长度由外层的托盘3向中间层的托盘3减少设置。本技术实施中，采用了四个托盘3，每个托盘3的长度和厚度均相等，托盘3使用金属材质，厚度的选取需考虑MMIC功放芯片的散热能力，越厚散热性能越好。本实施例中的四个托盘3由上到下依次为第一托盘、第二托盘、第三托盘和第四托盘，第一托盘的天线6与第四托盘的天线6相等，第二托盘的天线6与第三托盘的天线6相等，且第一托盘和第四托盘的天线6的长度大于第二托盘和第三托盘的天线6的长度，用于优化波导传输模式对每个天线6激励不均匀的现象，同时天线6的长度决定了输入/输出端口的驻波比，应在实现良好输入/输出端口的驻波比的前提下，适当选择天线6的长度差，从而能提高功放模块的合成效率。参考图4，一些实施例中，射频电路还包括有微带匹配网络和MMIC阵列7，微带匹配网络分别与MMIC阵列7和天线6相连接。本实施例中，每个MMIC阵列7包括有四个MMIC功放芯片，则四个托盘3一共具有16个MMIC功放芯片，MMIC功放芯片安装在PCB板4上。参考图2，一些实施例中，PCB板4包括有金属层和介质层，金属层设置于介质层的正面，介质层的背面安装在托盘3上，天线6设置于介质层的背面上。本实施例中，天线6呈鳍线形式。其中，天线6可以是双侧鳍线、单侧鳍线或对极鳍线，本实施例中的天线6采用单侧鳍线，并且使用了余弦弧度的单侧鳍线，靠近波导中心处的两个托盘3第二托盘和第三托盘的鳍线部分长度相等，靠近波导两侧的两个托盘3第一托盘和第四托盘的鳍线部分长度也相等，靠近波导中心的鳍线比波导两侧的单侧鳍线短。用于优化波导传输模式对每个鳍线激励不均匀的现象，同时鳍线的长度决定了输入/输出端口的驻波比，应在实现良好输入/输出端口的驻波比的前提下，适当选择鳍线的长度差。单侧鳍线朝向波导输入/输出端口方向的宽度等于波导的窄边宽度，朝向MMIC功放芯片的宽度为PCB加工厂商能提供的最小线距，通常为0.1～0.2mm。参考图3，一些实施例中，槽线51微带转换器5包括设置于PCB板4正面的微带线和设置于PCB板4背面的槽线51，槽线51与天线6连接，PCB板4背面还设置有与微带线对称的渐变传输线52，渐变传输线52与所述槽线51相互垂直。本实施例中，槽线51的宽度为PCB加工厂商能提供的最小线距。鳍线与四分之一槽线51波长长度的槽线51连接在一起，连接处PCB板4的背面对称放置着渐变传输线52，其中渐变传输线52的中轴线与槽线51正交。由于渐变传输线52能在最短的长度，通过微带宽度渐变的方式实现的阻抗匹配。同时，由于渐变传输线52和鳍线同样基于小反射设计理论，因此频率响应均表现为高通。这种结构有利于宽带设计。两条渐变传输线52均连接着两个微带实现的电阻型一分二路等分功率分配器/合成器。电阻型一分二路等分功率分配器/合成器的一侧通过键合线来实现与MMIC功放芯片的互联，该部分的微带线的特征阻抗为MMIC功放芯片的输入/输出阻抗。另一侧的微带线的特征阻抗为前者的一半，同时该阻抗与渐变传输线52匹配。因此，电阻型一分二路等分功率分配器/合成器所有的微带线长度均可随意调整而不影响匹配。这有助于小型化的设计。一些实施例中，所述渐变传输线52的中心还设置有感性元件。在槽线51-微带转换器的设计中，若要实现阻抗匹配，微带与槽线51位置相交的端面阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种托盘式空间功率合成器，其特征在于：包括盖板和底座，所述盖板和所述底座之间设置有多个依次堆叠的托盘，各所述托盘在两个相对的侧面上均设有波导口，各所述托盘上设有PCB板，所述PCB板上设有射频电路，所述射频电路连接有槽线微带转换器，所述射频电路包括有天线，所述天线的长度由外层的托盘向中间层的托盘减少设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种托盘式空间功率合成器，其特征在于：包括盖板和底座，所述盖板和所述底座之间设置有多个依次堆叠的托盘，各所述托盘在两个相对的侧面上均设有波导口，各所述托盘上设有PCB板，所述PCB板上设有射频电路，所述射频电路连接有槽线微带转换器，所述射频电路包括有天线，所述天线的长度由外层的托盘向中间层的托盘减少设置。


2.根据权利要求1所述的一种托盘式空间功率合成器，其特征在于：所述的射频电路还包括有微带匹配网络和MMIC阵列，所述微带匹配网络分别与MMIC阵列和天线相连接。


3.根据权利要求1所述的一种托盘式空间功率合成器，其特征在于：所述PCB板包括有金属层和介质层，所述金属层设置于所述介质层的正面，所述介质层的背面安装在所述托盘上，所述天线设置于所述介质层的背面上。


4.根据权利要求1所述的一种托盘式空间功率合成器，其特征在于：所述天线呈鳍线形式。


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【专利技术属性】
技术研发人员：林剑欣，蓝永海，贾鹏程，辜国振，
申请(专利权)人：广州程星通信科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44