一种高密度高效率大功率固态装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种高密度高效率大功率固态装置，包括依次连接的功率分配网络、第一波导同轴探针、功率放大模块、第二波导同轴探针和功率合成网络，第一波导同轴探针包括第一波导结构、T字型玻珠针和第一方槽，T字型玻珠针包括上下连接的第一圆柱结构和第二圆柱结构，第一方槽与第二圆柱结构组成空气同轴。本实用新型专利技术使用波导同轴探针结构的功率合成方案，使得整个组件的无源电路均为波导结构，避免了涉及微带线而恶化功率合成效率；将功率合成通道模块化，提高了通道间的隔离度和幅相一致性，将功率电路和一次电源电路一体化设计，并针对关键热源进行创新的散热设计和结构设计，实现了大功率固态装置的高度集成和高效散热。热。热。

【技术实现步骤摘要】
一种高密度高效率大功率固态装置


[0001]本技术涉及电通信
，具体涉及一种高密度高效率大功率固态装置。

技术介绍

[0002]目前大功率固态装置的设计大部分采用功率合成技术，传统的大功率固态装置设计通常存在以下几处不足：
[0003]1、通常采用多个功率通道在微带线上直接合成，或者经微带转波导后进行空间合成，但这些合成方案在合成网络中涉及微带线时会引入额外插损，并恶化通道间幅度一致性和相位一致性，进而导致大功率固态装置的合成效率降低；
[0004]2、通常将多个功率通道布局在同一腔体或背靠背设计，导致各功率通道间和功率合成前后级隔离度较差，使得产品性能不稳定、容易自激，而且产品的装配流程复杂、调试难度大、不利于大批量生产；
[0005]3、为保护各通道末级功率放大器受负载牵引影响而不损坏，通常在各通道末级功率放大器后级分别增加隔离器，隔离器通常为微带隔离器、MEMS隔离器等表贴器件，这些隔离器的插入损耗、隔离度等指标在k频段较差，而且在末级放大器后分别增加隔离器还会带来各通道幅度不一致性和相位不一致性的问题，进一步恶化组件的合成效率；
[0006]4、设计时通常与一次电源电路分开独立设计，即大功率固态装置和一次电源电路互成单机，这样增加了系统的体积、重量和产品间互连的复杂度，并带来接插件互连、复杂的电缆网络、电压降额、可靠性等一系列问题；
[0007]5、由于合成网络复杂及控制信号、二次供电等因素存在，在结构设计时，通常会破坏功率通道壳体下方的热流通道，导致功率放大器芯片的实际热阻增大，不利于大功率固态装置的散热，致使大功率固态装置的关键功率芯片在特殊应用环境中烧毁，降低了大功率固态装置的可靠性。

技术实现思路

[0008]本技术是为了解决现有固态装置合成效率低、调试难度大、可靠性差的问题，提供一种高密度高效率大功率固态装置，使用波导同轴探针结构的功率合成方案，整个组件的无源电路均为波导结构，避免了涉及微带线而恶化功率合成效率；将功率合成通道模块化，提高了通道间的隔离度和幅相一致性，也利于产品的大批量生产和调试，进而降低组件的研制费用，并带来可观的经济效益；将功率电路和一次电源电路一体化设计，并针对关键热源进行创新的散热设计和结构设计，实现了大功率固态装置的高度集成和高效散热；最后采用主备冷备份的设计方案，有效的提高了大功率固态装置的冗余性和可靠性。
[0009]本技术提供一种高密度高效率大功率固态装置，包括依次连接的功率分配网络、第一波导同轴探针、功率放大模块、第二波导同轴探针和功率合成网络；
[0010]第一波导同轴探针包括第一波导结构、T字型玻珠针和第一方槽， T字型玻珠针包括上下连接的第一圆柱结构和第二圆柱结构，第一圆柱结构的直径大于第二圆柱结构的直
径，第一方槽设置在第一波导结构宽边中心，第二圆柱结构部分与第一方槽末端连接且伸出第一波导同轴探针外部并与功率放大模块的输入端连接，第一圆柱结构设置在第一波导结构的腔体内；
[0011]第二波导同轴探针包括第二波导结构、T字型玻珠针和第二方槽，第二方槽设置在第二波导结构宽边中心，第二圆柱结构部分与第二方槽末端连接且伸出第二波导同轴探针外部并与功率放大模块的输出端连接，第一圆柱结构设置在第二波导结构的腔体内。
[0012]本技术所述的一种高密度高效率大功率固态装置，作为优选方式，第一方槽与第二圆柱结构组成空气同轴；第二方槽与第二圆柱结构组成空气同轴；
[0013]T字型玻珠针与固态装置的壳体焊接。
[0014]本技术所述的一种高密度高效率大功率固态装置，作为优选方式，功率分配网络包括至少两个功率分配波导、连接功率分配波导的第一功率分配电桥和连接在第一功率分配电桥隔离端的第一隔离端功率负载，第一功率分配电桥为E面形式波导电桥，一个第一功率分配电桥将两个功率分配波导级联成一分二功率分配网络，功率分配波导的末端与第一波导同轴探针连接。
[0015]本技术所述的一种高密度高效率大功率固态装置，作为优选方式，功率合成网络包括至少两个功率合成波导、连接功率合成波导的功率合成电桥和设置在功率合成电桥隔离端的第二隔离端功率负载，功率合成电桥为E面形式波导电桥，一个功率合成电桥将两个功率合成波导反向级联成二和一功率分配网络，功率合成波导的起始端与第二波导同轴探针连接。
[0016]本技术所述的一种高密度高效率大功率固态装置，作为优选方式，功率放大模块包括至少两个并列设置的功放组件，每个功放组件的输入端与第一波导同轴探针连接、输出端与第二波导同轴探针连接。
[0017]本技术所述的一种高密度高效率大功率固态装置，作为优选方式，功放组件的数量与第一波导结构的数量对应，每个功放组件均单独封装；
[0018]功放组件的射频输入端口和射频输出端口均处于功放组件的水平方向且共线，功放组件的下方设置视频接插件，视频接插件与功放组件的壳体通过焊接密封，功放组件内部的视频接插件端子与印制板使用金丝键合连接，功放组件外部的视频接插件端子与功放组件的壳体焊接，功放组件的壳体和盖板通过焊接连接。
[0019]本技术所述的一种高密度高效率大功率固态装置，作为优选方式，还包括与功率合成网络输出端电连接的波导隔离器。
[0020]本技术所述的一种高密度高效率大功率固态装置，作为优选方式，还包括设置在功率分配网络、第一波导同轴探针、功率放大模块、第二波导同轴探针、功率合成网络和波导隔离器外部的大功率组件壳体，大功率组件壳体为密封结构。
[0021]本技术所述的一种高密度高效率大功率固态装置，作为优选方式，还包括与功率放大模块电连接的一次电源电路；
[0022]大功率组件壳体包括从上到下依次设置的功率电路腔、壳体层和电源腔，电源腔设置在大功率组件壳体的背面，功率分配网络、第一波导同轴探针、功率放大模块、第二波导同轴探针、功率合成网络和波导隔离器均设置在功率电路腔中，一次电源电路设置在电源腔中；
[0023]一次电源电路包括一次电源电路左和一次电源电路右，一次电源电路左和一次电源电路右分别为功率放大模块提供电源和控制信号，一次电源电路左和一次电源电路右的电路相同；
[0024]壳体层设置用于连接功率放大模块与一次电源电路的L型盲孔， L型盲孔起始于功率放大模块的非热源处、垂直向下延伸至壳体层、再从水平方向延伸至电源腔中与一次电源电路连接。
[0025]本技术所述的一种高密度高效率大功率固态装置，作为优选方式，功率分配网络、第一波导同轴探针、功率放大模块、第二波导同轴探针、功率合成网络、波导隔离器和大功率组件壳体的数量均为 2个；
[0026]固态装置还包括与并列设置的两个大功率组件壳体输入端均电连接的功分器、与两个大功率组件壳体输出端均电连接的波导开关，功分器为波导T型结结构，波导开关为二选一开关。
[0027]本技术所述的一种高密度高效率大功率固态装置，作为优选方式，功率分配网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度高效率大功率固态装置，其特征在于：包括依次连接的功率分配网络(1)、第一波导同轴探针(2)、功率放大模块(3)、第二波导同轴探针(4)和功率合成网络(5)；所述第一波导同轴探针(2)包括第一波导结构(21)、T字型玻珠针(22)和第一方槽(23)，所述T字型玻珠针(22)包括上下连接的第一圆柱结构(221)和第二圆柱结构(222)，所述第一圆柱结构(221)的直径大于所述第二圆柱结构(222)的直径，所述第一方槽(23)设置在所述第一波导结构(21)宽边中心，所述第二圆柱结构(222)部分与所述第一方槽(23)末端连接且伸出所述第一波导同轴探针(2)外部并与所述功率放大模块(3)的输入端连接，所述第一圆柱结构(221)设置在所述第一波导结构(21)的腔体内；所述第二波导同轴探针(4)包括第二波导结构(41)、所述T字型玻珠针(22)和第二方槽(42)，所述第二方槽(42)设置在所述第二波导结构(41)宽边中心，所述第二圆柱结构(222)部分与所述第二方槽(42)末端连接且伸出所述第二波导同轴探针(4)外部并与所述功率放大模块(3)的输出端连接，所述第一圆柱结构(221)设置在所述第二波导结构(41)的腔体内。2.根据权利要求1所述的一种高密度高效率大功率固态装置，其特征在于：所述第一方槽(23)与所述第二圆柱结构(222)组成空气同轴；所述第二方槽(42)与所述第二圆柱结构(222)组成空气同轴；所述T字型玻珠针(22)与固态装置的壳体焊接。3.根据权利要求1所述的一种高密度高效率大功率固态装置，其特征在于：所述功率分配网络(1)包括至少两个功率分配波导(11)、连接所述功率分配波导(11)的第一功率分配电桥(12)和连接在所述第一功率分配电桥(12)隔离端的第一隔离端功率负载(13)，所述第一功率分配电桥(12)为E面形式波导电桥，一个所述第一功率分配电桥(12)将两个所述功率分配波导(11)级联成一分二功率分配网络，所述功率分配波导(11)的末端与所述第一波导同轴探针(2)连接。4.根据权利要求1所述的一种高密度高效率大功率固态装置，其特征在于：所述功率合成网络(5)包括至少两个功率合成波导(51)、连接所述功率合成波导(51)的功率合成电桥(52)和设置在所述功率合成电桥(52)隔离端的第二隔离端功率负载(53)，所述功率合成电桥(52)为E面形式波导电桥，一个所述功率合成电桥(52)将两个所述功率合成波导(51)反向级联成二和一功率分配网络，所述功率合成波导(51)的起始端与所述第二波导同轴探针(4)连接。5.根据权利要求1所述的一种高密度高效率大功率固态装置，其特征在于：所述功率放大模块(3)包括至少两个并列设置的功放组件(31)，每个所述功放组件(31)的输入端与所述第一波导同轴探针(2)连接、输出端与第二波导同轴探针(4)连接。6.根据权利要求5所述的一种高密度高效率大功率固态装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵计勇，刘德喜，祝大龙，赵明，王慧玲，吕鑫，李琦峰，
申请(专利权)人：北京遥测技术研究所，
类型：新型
国别省市：