8～12GHz小型化三路合成100W固态功放制造技术

本发明专利技术公开了一种8～12GHz小型化三路合成100W固态功放，包括一分三功率分配单元、三合一功率合成单元、三个氮化镓功放芯片，三个氮化镓功放芯片并联在一分三功率分配单元和三合一功率合成单元两端，一分三功率分配单元和三合一功率合成单元均采用薄膜基片制造工艺进行加工制造，板材选用氧化铍陶瓷基片；微组装装配过程中采用多温度梯度烧结工艺和多芯片微组装技术，0.1mm厚的功放芯片烧结于0.5mm厚的CPC垫片上表面，再将烧结好的功放芯片和CPC垫片烧结至盒体内；0.254的薄膜基片烧结至1mm厚的MoCu垫片上表面，再将烧结好的薄膜基片和MoCu垫片烧结至盒体内。膜基片和MoCu垫片烧结至盒体内。膜基片和MoCu垫片烧结至盒体内。

【技术实现步骤摘要】
8～12GHz小型化三路合成100W固态功放


[0001]本专利技术属于微波通信领域，具体涉及一种8～12GHz小型化三路合成100W固态功放。

技术介绍

[0002]固态功放模块是电子干扰设备的重要组成部分，其功能主要是将来自前端的小功率信号进行放大后输出至天线端。
[0003]传统的固态功放中采用的合成方式常为双路合成或四路合成，在功耗和输出功率要求均较高的情况下，常会出现双路合成功率略欠，四路合成功耗超标的情况。

技术实现思路

[0004]近年来，电子干扰设备对于工作带宽、电性能、尺寸、重量、成本都有更高的要求，同时也要求具备较高的可靠性、维修性、替换性。在弹载电子干扰设备中，固态功放模块是重要的组成部分，研制高性能、小型化、大功率密度的微波组件有极其重要的意义。本专利技术提出了一种8～12GHz小型化三路合成100W固态功放，以满足某电子对抗项目高性能、体积小、重量轻等方面的迫切需求。
[0005]实现本专利技术的技术解决方案为：8～12GHz小型化三路合成100W固态功放，包括一分三功率分配单元、三合一功率合成单元、三个氮化镓功放芯片，三个氮化镓功放芯片并联在一分三功率分配单元和三合一功率合成单元两端，一分三功率分配单元和三合一功率合成单元均采用薄膜基片制造工艺进行加工制造，板材选用氧化铍陶瓷基片；微组装装配过程中采用多温度梯度烧结工艺和多芯片微组装技术，0.1mm厚的功放芯片烧结于0.5mm厚的CPC垫片上表面，再将烧结好的功放芯片和CPC垫片烧结至盒体内；0.254的薄膜基片烧结至1mm厚的MoCu垫片上表面，再将烧结好的薄膜基片和MoCu垫片烧结至盒体内。
[0006]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于： 本专利技术采用薄膜基片制造工艺、多温度梯度烧结工艺和多芯片微组装技术结合三路合成小型化设计手段设计实现的固态功放模块，实现了输出功率100W，功耗460W，比传统的双路合成的固态功放模块的输出功率大20W，比传统四路合成的固态功放模块功耗小60W，两项指标均满足使用要求，使得多路合成技术在固态功放模块设计中更为灵活。
附图说明
[0007]图1为本专利技术的8～12GHz小型化三路合成100W固态功放组成框图。
[0008]图2为一分三功率分配单元组成框图。
[0009]图3为三合一功率合成单元组成框图。
具体实施方式
[0010]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0011]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术地描述中，“多个”地含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体地限定。
[0012]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应作广义理解，“连接”可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0013]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围指内。
[0014]下面将结合本设计实例对具体实施方式、以及本次专利技术的技术难点、专利技术点进行进一步介绍。
[0015]结合图1，本专利技术所述的8～12GHz小型化三路合成100W固态功放包括一分三功率分配单元、第一氮化镓功放芯片A1、第二氮化镓功放芯片A2、第三氮化镓功放芯片A3、三合一功率合成单元。
[0016]如图2所示，一分三功率分配单元有一个输入端口和三个输出端口，功率为35dBm的信号由输入端口传输至第一微带线1、由第二微带线2将传输阻抗由50欧姆变换至34欧姆，之后分开为第三微带线3和第四微带线4两路，第三微带线3、100欧姆的第一氮化钽电阻R1并联在第三微带线3和第四微带线4之间，第三微带线3、第四微带线4和100欧姆的第一氮化钽电阻R1组成了比例为1：2的不等分功率分配结构，输入信号有三分之一的功率将沿第五微带线5向后传输，剩余三分之二的功率沿第六微带线6向后传输。第五微带线5和第七微带线7将传输阻抗转换至50欧姆，经第八微带线8输出至第一输出端口，输出的信号功率为29.5dBm。第六微带线6将传输阻抗转换至50欧姆，经第九微带线9后分开为第十微带线10和第十一微带线11两路，第十微带线10再依次连接第十二微带线12、第十四微带线14，第十一微带线11再依次连接第十三微带线13、第十五微带线15，第二氮化钽电阻R2并联在第十微带线10和第十一微带线11之间，第三氮化钽电阻R3并联在第十二微带线12、第十三微带线13之间，第十微带线10、第十一微带线11、第十二微带线12、第十三微带线13、100欧姆的第二氮化钽电阻R2、250欧姆的第三氮化钽电阻R3组成了比例为1：1的等分功率分配结构，被等分的功率一路经第十四微带线14传输至第二输出端口，另一路经第十五微带线15传输至第三输出端口，输出的信号功率均为29.5dBm。
[0017]如图1所示，三个氮化镓功放芯片A1～A3，型号为WFD080120
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2，其工作频段为8～12GHz，功率增益为17dB。前级到达氮化镓功放芯片A1～A3输入端口的信号功率为29.5dBm，三路信号分别经过功放芯片放大后饱和输出，A1～A3输出端口的信号功率均为46.5dBm。
[0018]如图3所示，三合一功率合成单元有三个输入端口和一个第四输出端口。前级经功放芯片放大的三路信号分别传输至三合一功率合成单元的三个输入端口。与一分三功率分
配单元类似，第十六微带线16、第十九微带线19、第二十微带线20、第二十五微带线25为50欧姆传输微带线，第二十一微带线21、第二十二微带线22、第二十三微带线23、第二十四微带线24、100欧姆的第四氮化钽电阻R4、250欧姆的第五氮化钽电阻R5组成了比例为1：1的等分功率分配结构，第十七微带线17、第十八微带线18、第二十六微带线26、第二十九微带线29为阻抗转换微带，第二十七微带线27、第二十八微带线28和100欧姆的第六氮化钽电阻R6组成了比例为2：1的不等分功率合成结构。来自前级的三路功率为46.5dBm信号叠加合成一路信号，功率达到50dBm，即100W，信号沿第三十微带30传输至第四输出端口，即功放模块的输出端口。
[0019]一分三功率分配单元和三合一功率合成单元均采用薄膜基片制造工艺进行加工制造，板材选用氧化铍陶瓷基片。本专利技术所述的固态功放微组装装配过程采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.8～12GHz小型化三路合成100W固态功放，其特征在于：包括一分三功率分配单元、三合一功率合成单元、三个氮化镓功放芯片（A1~A3），三个氮化镓功放芯片（A1~A3）并联在一分三功率分配单元和三合一功率合成单元两端，一分三功率分配单元和三合一功率合成单元均采用薄膜基片制造工艺进行加工制造，板材选用氧化铍陶瓷基片；微组装装配过程中采用多温度梯度烧结工艺和多芯片微组装技术，0.1mm厚的功放芯片烧结于0.5mm厚的CPC垫片上表面，再将烧结好的功放芯片和CPC垫片烧结至盒体内；0.254的薄膜基片烧结至1mm厚的MoCu垫片上表面，再将烧结好的薄膜基片和MoCu垫片烧结至盒体内。2.根据权利要求1所述8～12GHz小型化三路合成100W固态功放，其特征在于：一分三功率分配单元带有一个输入端口和三个输出端口，功率为35dBm的信号由输入端口传输至第一微带线（1），由第二微带线（2）将传输阻抗由50欧姆变换至34欧姆，之后分开为第三微带线（3）和第四微带线（4）两路，第三微带线（3）、第一氮化钽电阻（R1）并联在第三微带线（3）和第四微带线（4）之间，第三微带线（3）、第四微带线（4）和第一氮化钽电阻（R1）组成了比例为1：2的不等分功率分配结构，输入信号有三分之一的功率将沿第五微带线（5）向后传输，剩余三分之二的功率沿第六微带线（6）向后传输；第五微带线（5）和第七微带线（7）将传输阻抗转换至50欧姆，经第八微带线（8）输出至第一输出端口，输出的信号功率为29.5dBm；第六微带线（6）将传输阻抗转换至50欧姆，经第九微带线（9）后分开为第十微带线（10）和第十一微带线（11）两路，第十微带线（10）再依次连接第十二微带线（12）、第十四微带线（14），第十一微带线（11）再依次连接第十三微带线（13）、第十五微带线（15），第二氮化钽电阻（R2）并联在第十微带线（10）和第十一微带线（11）之间，第三氮化钽电阻（R3）并联在第十二微带线（12）、第十三微带线（13）之间，第十微带线（10）、第十一微带线（11）、第十二微带线（12）、第十三微带线（13）、第二氮化钽电阻（R2）、第三氮化钽电阻（R3）组成了比例为1：1的等...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辰晶，司国梁，吴迪，王赛赛，
申请(专利权)人：中国航天科工集团八五一一研究所，
类型：发明
国别省市：