一种超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器模块制造技术

一种超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器模块，本实用新型专利技术目的是为了解决传统的提高带宽的技术会降低功率放大器的效率的难题。本实用新型专利技术全固态驱动级功率放大器模块中散热器设置在机箱内部，4个功率放大模块和电源转换与控制模块设置在散热器的平面上，在机箱的前面板设置4组射频输入输出射频连接器，在机箱的后面板设置有风扇，通过电源转换与控制模块为功率放大模块和风扇供电；所述的4个功率放大模块的频段分别为20～500MHz、500～2500MHz、2～6GHz和6～18GHz。本实用新型专利技术在20MHz～18GHz超宽带下兼顾高散热效率，实现连续波20W以上功率输出，无需通过功率合成，效率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器模块


[0001]本专利技术涉及一种超宽带高散热的全固态驱动级功率放大器模块。

技术介绍

[0002]功率放大器是无线通信系统，特别是基站无线发射器中的关键部件之一，也是整个发射机中耗能最多的部件，输出功率一般比较大。驱动级功率放大器则是末级功率放大器前端的重要模块，当发射机末级混频器输出信号功率较小，同时末级功率放大器需要驱动功率信号又较大时，驱动功率放大器发挥了重要的作用。同时，为防止驱动功放增益过高而使得末级功率放大器过饱和，本驱动级功率放大器可通过合理调节信号源的输出信号来保障最终末级输出功率。
[0003]全固态驱动级功率放大器模块，一般包括壳体以及设置在壳体内的功放电路板、电源转换控制板、风机和散热器。但受限于匹配的电容器和电感器组，传统提高驱动级放大器模块带宽的技术往往会降低功率放大器模块的散热效率，始终有超宽带和高散热效率不可兼得的难题。

技术实现思路

[0004]本技术目的是为了解决传统的提高带宽的技术会降低功率放大器的效率和线性度的难题，提供了一种超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器模块。
[0005]本技术超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器模块包括机箱、散热器、4个功率放大模块、1个电源转换与控制模块和多个风扇，散热器设置在机箱内部，4个功率放大模块和电源转换与控制模块设置在散热器的平面上，在机箱的前面板设置4组射频输入输出射频连接器，每组射频输入输出射频连接器分别与功率放大模块相电连，在机箱的后面板设置有多个风扇，通过电源转换与控制模块为4个功率放大模块和多个风扇供电；
[0006]所述的4个功率放大模块的频段分别为20～500MHz、500～2500MHz、2～6GHz和6～18GHz；频段为20～500MHz的功率放大模块采用LDMOS预匹配放大器，以宽带巴伦阻抗匹配网络作为功率输出端；
[0007]频段分别为500～2500MHz、2～6GHz和6～18GHz的功率放大模块采用GaN放大器，其中频段为500～2500MHz的功率放大模块以多枝节微带线阻抗匹配网络作为功率输出端。
[0008]本技术超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器中在机箱内部的4段功率放大模块中，第一段20～500MHz可直接采用LDMOS预匹配放大器，另外三段分别包含500～2500MHz、2～6GHz和6～18GHz频段；该三段均采用GaN放大器，加上前级放大，可以实现对20MHz～18GHz频段内所有射频信号的放大；
[0009]在上述全固态驱动级功率放大器模块中，所述20～500MHz频段中，通过宽带巴伦阻抗匹配方式，实现了功率管在全段内匹配至50欧姆阻抗；
[0010]在上述全固态驱动级功率放大器模块中，所述500～2500MHz频段中，通过多枝节微带线阻抗变化，配合微波电容器匹配，实现了功率管在全段内功率满足输出要求；
[0011]在上述全固态驱动级功率放大器模块中，所述2～6GHz和6～18GHz中，均采用内匹配GaN功率管，从而降低外匹配的不利因素，配合腔体隔离实现了功率管在全段内功率满足输出要求；
[0012]在上述全固态驱动级功率放大器模块中，所述所有的功率管均直接采用+28V供电。
[0013]本技术超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器包括以下有益效果：
[0014]本技术在一个机箱中实现20MHz～18GHz全频段范围内均连续输出20W以上功率的方便性，亦可选择其中任一通道实现功率个体输出的优势，可操作性强；在效率方面，满足功率输出的同时，20～500MHz可实现40％以上的效率，500～2500MHz可实现29％以上的效率，2～6GHz效率可实现28％以上的效率，6～18GHz效率亦可满足11％以上的效率；在性能方面，基于优化的匹配电容器和电感器组以及加装散热器及轴流风机的方式强化功放散热，解决了超宽带和高散热效率不可兼得的难题。本技术所达到的有益效果：在20MHz～18GHz超宽带下兼顾高散热效率，实现连续波20W以上功率输出，无需通过功率合成，效率高，设计简单化。
附图说明
[0015]图1为实施例中超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器模块的效率测试结果图，其中
■
代表20～500MHz频段，
●
代表500～2500MHz频段，
▲
代表2～6GHz频段，
★
代表6～18GHz频段；
[0016]图2为实施例中超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器模块的原理框图；
[0017]图3为实施例中超宽带高散热效率全固态驱动级功率放大器模块的整体结构示意图；
[0018]图4为实施例中超宽带高散热效率全固态驱动级功率放大器模块的散热路径示意图；
[0019]图5为实施例中超宽带高散热效率全固态驱动级功率放大器模块的表面温度云图；
[0020]图6为实施例中超宽带高散热效率全固态驱动级功率放大器模块的壳体温度示意图；
[0021]图7为实施例中超宽带高散热效率全固态驱动级功率放大器模块中20～500MHz射频链路部分1:4同轴阻抗变换器结构示意图；
[0022]图8为实施例中超宽带高散热效率全固态驱动级功率放大器模块中20～500MHz射频链路部分1:4同轴变换器的等效电路示意图。
具体实施方式
[0023]具体实施方式一：本实施方式超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器模块包括机箱1、散热器2、4个功率放大模块3、1个电源转换与控制模块4和多个风扇5，散热器2设置在机箱1内部，4个功率放大模块3和电源转换与控制模块4设置在散热器2的平面上，在机箱1的前面板6设置4组射频输入输出射频连接器，每组射频输入输出射频连接器分别与功率放大模块3相电连，在机箱1的后面板设置有多个风扇5，通过电源转换与控制模块4为4
个功率放大模块3和多个风扇5供电；
[0024]所述的4个功率放大模块3的频段分别为20～500MHz、500～2500MHz、2～6GHz和6～18GHz；频段为20～500MHz的功率放大模块3采用LDMOS预匹配放大器，以宽带巴伦阻抗匹配网络作为功率输出端；
[0025]频段分别为500～2500MHz、2～6GHz和6～18GHz的功率放大模块3采用GaN放大器，其中频段为500～2500MHz的功率放大模块3以多枝节微带线阻抗匹配网络作为功率输出端。
[0026]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是机箱1采用标准2U机箱。
[0027]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是机箱1的前面板6开有一排进风口。
[0028]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是在机箱1的后面板设置有4个轴流风扇5，单个轴流风扇5的最大风量为25CFM。
[0029]具体实施方式五：本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器模块，其特征在于该超宽带高散热效率的全固态驱动级功率放大器模块包括机箱(1)、散热器(2)、4个功率放大模块(3)、1个电源转换与控制模块(4)和多个风扇(5)，散热器(2)设置在机箱(1)内部，4个功率放大模块(3)和电源转换与控制模块(4)设置在散热器(2)的平面上，在机箱(1)的前面板(6)设置4组射频输入输出射频连接器，每组射频输入输出射频连接器分别与功率放大模块(3)相电连，在机箱(1)的后面板设置有多个风扇(5)，通过电源转换与控制模块(4)为4个功率放大模块(3)和多个风扇(5)供电；所述的4个功率放大模块(3)的频段分别为20～500MHz、500～2500MHz、2～6GHz和6～18GHz；频段为20～500MHz的功率放大模块(3)采用LDMOS预匹配放大器，以宽带巴伦阻抗匹配网络作为功率输出端；频段分别为500～2500MHz、2～6GHz和6～18GHz的功率放大模块(3)采用GaN放大器，其中频段为500～2500MHz的功率放大模块(3)以多枝节微带线阻抗匹配网络作为功率输出端。2.根据权利要求1所述的超宽带高散热效...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琮，阮鹏，魏宇琛，李纪虎，
申请(专利权)人：青岛晶芯半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：