一种用于6-18GHz频段射频信号的功率放大器及其功率放大方法技术

本发明专利技术公开了一种用于6

【技术实现步骤摘要】
一种用于6
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18GHz频段射频信号的功率放大器及其功率放大方法


[0001]本专利技术涉及功率放大器领域，具体而言，涉及一种用于6
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18GHz频段射频信号的功率放大器及其功率放大方法。

技术介绍

[0002]目前在6
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18GHz这个频率范围内，固态功率放大器的合成方式按照传输线类型的不同，主要分类3类：微带型多路合成、同轴型多路合成和波导型多路合成。
[0003]现有8路放大器模块基本原理框图如图1所示，主要分为以下几个部分：驱动放大器(Driver)、8路功率分配器(Divider
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8Way)、末级放大器(Amp)、8路功率合成器(Combiner
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8Way)、正向耦合(FP)和反向耦合(RP)。传统的设计思路一般是采用微带传输线设计8路功率分配器和8路合成器，而将输入输出端口设计为同轴连接器端口以便于和测试仪器互联；其主要的不足之处有以下几个方面：
[0004](1)6
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18GHz属于超宽带工作频率，微带传输线设计功分器和合成器时必须考虑宽带的阻抗匹配，由此设计的功分合成器在传输方向上的尺寸会比较长，由此带来的插入损耗较大；
[0005](2)由于功放模块集成的芯片MMIC数量较多，合成端输出的功率一般在50W
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100W左右，而目前6
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18GHz单片芯片MMIC的输出功率最大在10W
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20W之间，常用的0.254mm厚度的RO5880板材承受不了这么大的输出功率，需选用0.508mm厚度的RO5880板材设计合成器。但基板材料越厚，信号插入损耗越大；
[0006](3)同轴线类型设计的功分合成器可以有效降低链路损耗，但是8路同轴径向功分合成的体积较大，不利于模块化的集成设计；
[0007](4)传统的矩形波导则是工作频率范围无法完整覆盖6
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18GHz频率范围，且矩形波导功分合成的体积也较大，因此也不适用于该频率范围内的多路MMIC做功率合成。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的包括提供一种用于6
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18GHz频段射频信号的功率放大器，其针对用于6
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18GHz频段射频信号的功率放大器而设计，其具有合成效率高、体积小和重量轻的特点。
[0009]本专利技术的目的包括提供一种用于6
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18GHz频段射频信号的功率放大器，其针对6
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18GHz频段射频信号的功率放大方法而设计，其具有合成效率高、体积小和重量轻的特点。
[0010]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
[0011]一种用于6
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18GHz频段射频信号的功率放大器，包括信号输入同轴连接器、功率分配模块、功率合成模块、信号输出同轴连接器和若干末级放大芯片，该功率分配模块配置为功分微带，该功分微带的输入端与该信号输入同轴连接器连接，该功分微带的输出端与该末级放大芯片的输入端连接，该功率合成模块配置有微带
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单脊波导复合型功率合成结构，
该微带
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单脊波导复合型功率合成结构的输入端与该末级放大芯片的输出端连接，该微带
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单脊波导复合型功率合成结构的输出端与该信号输出同轴连接器耦合，该微带
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单脊波导复合型功率合成结构用于合成若干该末级放大芯片的输出信号。
[0012]在本专利技术的一实施例中，所述微带
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单脊波导复合型功率合成结构包括一级合成微带和二级合成单脊波导，该一级合成微带的输入端与该末级放大芯片的输出端连接，该一级合成微带的输出端与该二级合成单脊波导的输入端耦合，该二级合成单脊波导的输出端与该信号输出同轴连接器耦合。
[0013]在本专利技术的一实施例中，还包括耦合检波结构，该耦合检波结构配置有耦合微带，该耦合微带与所述一级合成微带耦合。
[0014]在本专利技术的一实施例中，还包括腔体和功率放大器电路板，该腔体外壁设有安装槽，该功率放大器电路板安装于该安装槽内，该安装槽槽底设有若干连通孔，所述末级放大芯片焊有导线，该导线穿过该连通孔与该功率放大器电路板焊接。
[0015]在本专利技术的一实施例中，所述腔体外壁还连接有盖板，该盖板封盖于所述安装槽。
[0016]在本专利技术的一实施例中，所述功分微带配置有斜线渐变T型结。
[0017]在本专利技术的一实施例中，还包括驱动放大器，该驱动放大器配置有第一耦合微带，该第一耦合微带与所述功分微带的输入端耦合。
[0018]一种6
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18GHz频段射频信号的功率放大方法，包括以下步骤：
[0019]S1功率分配：输入信号经信号输入同轴连接器传输至功分微带，该输入信号被该功分微带功分为若干路支路信号；
[0020]S2功率放大：每一该支路信号经该功分微带的输出端传输至对应的一末级放大芯片，该末级放大芯片将该支路信号进行功率放大后，该末级放大芯片将放大后的支路信号传输至一级合成微带；
[0021]S3功率合成：若干放大后的该支路信号依次经该一级合成微带、二级合成单脊波导的功率合成后，该二级合成单脊波导输出经功率放大的输出信号，该输出信号经信号输出同轴连接器输出。
[0022]在本专利技术的一实施例中，在所述S1功率分配中，所述输入信号输入信号输入同轴连接器后，先经驱动放大器功率进行初次放大后，再经所述功分微带进行功率分配。
[0023]在本专利技术的一实施例中，还包括，
[0024]S4耦合检波：若干放大后的所述支路信号经所述一级合成微带进行第一次功率合成后，该一级合成微带的输出信号耦合至耦合检波结构。
[0025]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0026]本专利技术实施例在功绿放大器内部腔体结构结合了微带型、同轴型和单脊波导型三种类型传输线，实现了在6
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18GHz的工作频率范围内较高合成效率的功率合成，与现有的同类产品相比，本实施例具有合成效率高、体积小、重量轻、易于设备间互连的特点。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
[0028]图1为现有技术中8路放大器模块的基本原理框图；
[0029]图2为本专利技术的基本原理框图；
[0030]图3为本专利技术的外观图；
[0031]图4为本专利技术中下腔体正面的俯视图；
[0032]图5为本专利技术中上腔体与盖板的结构示意图；
[0033]图6为本专利技术中功分微带的结构示意图；
[0034]图7为本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于6
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18GHz频段射频信号的功率放大器，包括信号输入同轴连接器、功率分配模块、功率合成模块、信号输出同轴连接器和若干末级放大芯片，其特征在于，该功率分配模块配置为功分微带，该功分微带的输入端与该信号输入同轴连接器连接，该功分微带的输出端与该末级放大芯片的输入端连接，该功率合成模块配置有微带
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单脊波导复合型功率合成结构，该微带
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单脊波导复合型功率合成结构的输入端与该末级放大芯片的输出端连接，该微带
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单脊波导复合型功率合成结构的输出端与该信号输出同轴连接器耦合，该微带
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单脊波导复合型功率合成结构用于合成若干该末级放大芯片的输出信号。2.根据权利要求1所述的用于6
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18GHz频段射频信号的功率放大器，其特征在于，所述微带
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单脊波导复合型功率合成结构包括一级合成微带和二级合成单脊波导，该一级合成微带的输入端与该末级放大芯片的输出端连接，该一级合成微带的输出端与该二级合成单脊波导的输入端耦合，该二级合成单脊波导的输出端与该信号输出同轴连接器耦合。3.根据权利要求1所述的用于6
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18GHz频段射频信号的功率放大器，其特征在于，还包括耦合检波结构，该耦合检波结构配置有耦合微带，该耦合微带与所述一级合成微带耦合。4.根据权利要求1所述的用于6
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18GHz频段射频信号的功率放大器，其特征在于，还包括腔体和功率放大器电路板，该腔体外壁设有安装槽，该功率放大器电路板安装于该安装槽内，该安装槽槽底设有若干连通孔，所述末级放大芯片焊有导线，该导线穿过该连通孔与该功率放大器电路板焊接。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕涛，
申请(专利权)人：绵阳天赫微波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：