用于空间功率组合装置的天线结构制造方法及图纸

公开了功率组合装置以及更特定地，公开用于空间功率组合装置的天线结构。空间功率组合装置包含放大器组件，所述放大器组件具有由主体结构支撑的放大器和天线结构。主体结构可包含更接近所述空间功率组合装置的中心轴线的内表面，其中所述内表面具有从所述主体结构的其余部分嵌入的外围边缘。公开了天线结构，所述天线结构布置在嵌入部分内以使得所述天线结构在一端上由所述主体结构定界。当组装时，与所述放大器组件接合的同轴波导区段的一部分可对所述天线结构的相对端进行定界。通过不使主体结构对天线结构两端同时定界，可改进放大器组件设计以允许以更小大小实现更高频率操作以及改进的可制造性。操作以及改进的可制造性。操作以及改进的可制造性。

【技术实现步骤摘要】
用于空间功率组合装置的天线结构
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2022年3月14日提交的第63/319,508号临时专利申请的权益，所述临时专利申请的公开内容特此以全文引用的方式并入本文中。


[0003]本公开大体上涉及功率组合装置，并且更特定地，涉及用于空间功率组合装置的天线结构。

技术介绍

[0004]固态功率放大器(SSPA)用于商业和国防通信、雷达、电子战、卫星和各种其它通信系统中的宽带射频功率放大。随着现代SSPA应用继续进步，需要越来越高的饱和输出功率。虽然毫米波(mmWave)氮化镓(GaN)单片微波集成电路(MMIC)已取得长足进展以用于SSPA，但在许多应用中，单个装置可能无法达到更高的功率密度。已开发空间功率组合装置，其提供一种方式来组合若干单独MMIC的输出以实现具有比单个装置的输出功率大得多的输出功率的SSPA。通过组合来自数个放大器的宽带信号以提供具有高效率和操作频率的输出功率来实施空间功率组合技术。
[0005]空间功率组合装置的一个示例利用形成同轴波导的多个固态放大器组件来放大电磁信号。每个放大器组件可包含输入天线结构、放大器和输出天线结构。当放大器组件组合以形成同轴波导时，输入天线结构可形成输入对跖(antipodal)天线阵列，并且输出天线结构可形成输出对跖天线阵列。在操作中，电磁信号通过输入端口传到空间功率组合装置的输入同轴波导区段。输入同轴波导区段分配电磁信号以在输入对跖天线阵列上拆分。放大器接收拆分信号，继而在输出对跖天线阵列上传输放大的拆分信号。输出对跖天线阵列和输出同轴波导区段将放大的拆分信号组合以形成放大的电磁信号，所述放大的电磁信号被传递到空间功率组合装置的输出端口。
[0006]用于空间功率组合装置的天线结构通常包含沉积在例如印刷电路板等衬底的相对侧上的天线信号导体和天线接地导体。天线结构的大小与空间功率组合装置的操作频率有关。例如，输入天线结构的大小与可被有效接收的能量的频率有关，而输出天线结构的大小与可被有效传输的能量的频率有关。空间功率组合装置的总体大小通常根据期望的操作频率范围而按比例调整得更大或更小。
[0007]本领域继续寻求具有改进的性能特性的同时能够克服与常规装置相关联的问题的改进的空间功率组合装置。

技术实现思路

[0008]本公开大体上涉及功率组合装置，并且更特定地，涉及用于空间功率组合装置的天线结构。空间功率组合装置包含放大器组件，所述放大器组件具有由主体结构支撑的放大器和天线结构。主体结构可包含更接近所述空间功率组合装置的中心轴线的内表面，其
中所述内表面具有从所述主体结构的其余部分嵌入的外围边缘。公开了天线结构，所述天线结构布置在嵌入部分内以使得所述天线结构在一端上由所述主体结构定界。当组装时，与所述放大器组件接合的同轴波导区段的一部分可对所述天线结构的相对端进行定界。通过不使主体结构对天线结构两端同时定界，可改进放大器组件设计以允许以更小大小实现更高频率操作以及改进的可制造性。
[0009]在一个方面，一种空间功率组合装置包括多个放大器组件，所述多个放大器组件中的每个放大器组件包括：主体结构，其包括第一面、处于所述主体结构的与所述第一面相对的侧上的第二面，和布置在所述第一面与所述第二面之间的外表面和内表面；放大器，其布置在所述主体结构的所述第一面上；以及天线结构，其耦合到所述放大器，其中所述天线结构定位在所述内表面的外围边缘外部。在某些实施例中，所述天线结构包括在衬底的第一侧上的信号导体和在衬底的与所述第一侧相对的第二侧上的接地导体，其中所述信号导体和所述接地导体定位在所述内表面处的所述主体结构的外围边缘外部。在某些实施例中，所述衬底形成从主体结构突出的凸片，并且所述信号导体和所述接地导体定位在所述凸片上。在某些实施例中，所述放大器包括单片微波集成电路(MMIC)放大器。在某些实施例中，所述多个放大器组件围绕中心轴线径向布置。在某些实施例中，所述多个放大器组件中的每个放大器组件形成楔形形状，并且所述多个放大器组件径向布置以形成中心波导区段。在某些实施例中，所述天线结构是输出天线结构，所述外围边缘是所述内表面的第一外围边缘，并且所述多个放大器组件中的每个放大器组件另外包括定位在所述内表面的第二外围边缘外部的输入天线结构。所述空间功率组合装置还可包括：输入同轴波导区段，其被配置成将信号同时提供到所述多个放大器组件中的每个放大器组件的输入天线结构；以及输出同轴波导区段，其被配置成同时组合来自所述多个放大器组件中的每个放大器组件的输出天线结构的信号。
[0010]在另一方面，一种空间功率组合装置包括：同轴波导区段，其包括内导体和外导体；以及多个放大器组件，所述多个放大器组件中的每个放大器组件包括：主体结构，其包括第一面、处于所述主体结构的与所述第一面相对的侧上的第二面，和布置在所述第一面与所述第二面之间的外表面和内表面；放大器，其布置在所述主体结构的所述第一面上；以及天线结构，其耦合到所述放大器，所述天线结构布置在所述内导体与所述主体结构之间。在某些实施例中，所述天线结构定位在所述主体结构的内表面的外围边缘外部。在某些实施例中，所述天线结构包括在衬底的第一侧上的信号导体和在衬底的与所述第一侧相对的第二侧上的接地导体，其中所述信号导体和所述接地导体定位在所述主体结构的所述内表面的外围边缘外部。在某些实施例中：所述天线结构是输出天线结构，所述内导体是输出内导体，并且所述外导体是输出外导体；所述同轴波导区段是输出同轴波导区段；并且所述多个放大器组件中的每个放大器组件另外包括输入天线结构。所述空间功率组合装置还可包括输入同轴波导区段，所述输入同轴波导区段包括输入内导体和输入外导体，其中所述输入天线结构布置在所述输入内导体与所述主体结构之间。
[0011]在另一方面，一种放大器组件包括：主体结构，其包括第一面、处于所述主体结构的与所述第一面相对的侧上的第二面，和布置在所述第一面与所述第二面之间的外表面和内表面，其中所述内表面沿着所述第一面的长度小于所述外表面沿着所述第一面的长度；放大器，其布置在所述主体结构的所述第一面上；以及天线结构，其耦合到所述放大器。在
某些实施例中，所述天线结构定位在所述主体结构的内表面的外围边缘外部。在某些实施例中，所述天线结构是输出天线结构，所述外围边缘是所述内表面的第一外围边缘，并且所述放大器组件另外包括定位在所述内表面的第二外围边缘外部的输入天线结构。在某些实施例中，所述输入天线结构和所述输出天线结构形成于衬底上；所述衬底形成从所述主体结构突出的第一凸片，并且所述输入天线结构定位在所述第一凸片上；并且所述衬底形成从所述主体结构突出的第二凸片，并且所述输出天线结构定位在所述第二凸片上。在某些实施例中，所述放大器包括MMIC放大器。在某些实施例中，所述放大器组件形成楔形形状。在某些实施例中，所述外表面是被配置成形成圆柱形形状的一部分的弓形外表面。
[0012]在另一方面，可以单独地或一起地组合前述方面中的任一方面，和/或如本文所描述的各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包括多个放大器组件的空间功率组合装置，所述多个放大器组件中的每个放大器组件包括：主体结构，其包括第一面、处于所述主体结构的与所述第一面相对的侧上的第二面，和布置在所述第一面与所述第二面之间的外表面和内表面；放大器，其布置在所述主体结构的所述第一面上；以及天线结构，其耦合到所述放大器，其中所述天线结构定位在所述内表面的外围边缘外部。2.根据权利要求1所述的空间功率组合装置，其中所述天线结构包括在衬底的第一侧上的信号导体和在所述衬底的与所述第一侧相对的第二侧上的接地导体，其中所述信号导体和所述接地导体定位在所述内表面处的所述主体结构的所述外围边缘外部。3.根据权利要求2所述的空间功率组合装置，其中所述衬底形成从所述主体结构突出的凸片，并且所述信号导体和所述接地导体定位在所述凸片上。4.根据权利要求1所述的空间功率组合装置，其中所述放大器包括单片微波集成电路(MMIC)放大器。5.根据权利要求1所述的空间功率组合装置，其中所述多个放大器组件围绕中心轴线径向布置。6.根据权利要求1所述的空间功率组合装置，其中所述多个放大器组件中的每个放大器组件形成楔形形状，并且所述多个放大器组件径向布置以形成中心波导区段。7.根据权利要求6所述的空间功率组合装置，其中所述天线结构是输出天线结构，所述外围边缘是所述内表面的第一外围边缘，并且所述多个放大器组件中的每个放大器组件另外包括定位在所述内表面的第二外围边缘外部的输入天线结构。8.根据权利要求7所述的空间功率组合装置，其还包括：输入同轴波导区段，其被配置成将信号同时提供到所述多个放大器组件中的每个放大器组件的所述输入天线结构；以及输出同轴波导区段，其被配置成同时组合来自所述多个放大器组件中的每个放大器组件的所述输出天线结构的信号。9.一种空间功率组合装置，其包括：同轴波导区段，其包括内导体和外导体；以及多个放大器组件，所述多个放大器组件中的每个放大器组件包括：主体结构，其包括第一面、处于所述主体结构的与所述第一面相对的侧上的第二面，和布置在所述第一面与所述第二面之间的外表面和内表面；放大器，其布置在所述主体结构的所述第一面上；以及天线结构，其耦合到所述放大器，所述天线结构布置在所述内导体与所述主体结构之间。10....

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：QORVO美国公司，
类型：发明
国别省市：