CN104579200B - 一种Ku波段功率放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Ku波段功率放大器，包括上盒体、下盒体及中间盒体；上盒体和下盒体上各安装有功放印制板；中间盒体设有隔离腔；功放印制板设有输入对鳍线、输入防谐振调谐块、功放单元、输出对鳍线以及输出防谐振调谐块，输入对鳍线的微带输出端与功放单元的输入端相连，输出对鳍线的微带输入端与功放单元的输出端相连。本发明采用电路立体装配实现了输入功率分配、功率放大及输出功率合成一体化。本发明整体加工一体成型，减少了人为因素在装配的影响，减少装配流程，提高了设备质量，增强了系统的稳定性。

Description

一种Ku波段功率放大器

技术领域

本发明涉及通信领域中的一种Ku波段功率放大器，特别是一种Ku波段40W功率放大器，特别适用于Ku波段通信系统的发射信道中完成射频信号功率放大的传输装置。

背景技术

随着散射通信技术的发展，对Ku频段通信系统的发射功率的要求越来越大。目前在散射通信系统Ku频段上广泛使用的功率放大器多为平面电路合成，电路合成由于传输线损耗以及电路结构随器件数量增加成非线性增长，其能够合成的固态器件数目受到限制，不能满足散射通信发射功率要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供体积较小、结构设计简单、装配加工方便、性能稳定的一种Ku波段功率放大器。本放大器的功率容量能达到40W，散热能力达到140W，解决了Ku散射通信系统中所需要的小型化大功率功率放大器的需求。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种Ku波段功率放大器，包括上下对称设置的矩形的上盒体1和矩形的下盒体5以及设在上盒体1和下盒体5之间的矩形的中间盒体3，所述上盒体1和下盒体5相对的两个面上沿矩形长边同一径向设有输入波导槽和输出波导槽；所述中间盒体3的上下两层与输入波导槽和输出波导槽相对位置分别设有输入波导口和输出波导口；所述上盒体1、中间盒体3和下盒体5依次扣合后形成封闭的矩形输入波导和矩形输出波导；所述上盒体1与中间盒体3之间设有上功放印制板安装腔，中间盒体3与下盒体5之间设有下功放印制板安装腔；上功放印制板安装腔中安装有上功放印制板2，下功放印制板安装腔中安装有下功放印制板6；

其特征在于：所述上功放印制板2设有输入对鳍线8、输出对鳍线9、输入防谐振调谐块10、输出防谐振调谐块11和功放单元7；所述输入对鳍线8为抛物线曲线形结构，且由两个分别印制在上功放印制板2的正面和背面的单鳍线组成；输出对鳍线9与输入对鳍线8结构相同；输入对鳍线8上设有输入防谐振调谐块10，输出对鳍线9上设有输出防谐振调谐块11，输入防谐振调谐块10和输出防谐振调谐块11均印制在上功放印制板2的正面；输入对鳍线8的微带输出端与功放单元7的输入端相连，输出对鳍线9的微带输入端与功放单元7的输出端相连；

所述下功放印制板6与上功放印制板2结构完全相同，其输入设置与上功放印制板2的输入设置对应相同，输出设置与上功放印制板2的输出设置对应相同；

在上盒体1和下盒体5的外表面，并且在各自的功放单元7正上方均设置有传导散热面。

其中，所述上盒体1、中间盒体3与下盒体5通过销钉定位并利用紧固螺钉紧固在一起。

其中，所述上功放印制板2粘结在上盒体1上，功放单元7用螺钉固定在上盒体1上；下功放印制板6粘结在下盒体5上，功放单元7用螺钉固定在下盒体5上。

其中，所述输入对鳍线8和输出对鳍线9还可以设置为阶梯渐变形结构。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

(1)本发明采用电路立体装配，实现输入功率分配、功率放大及输出功率合成的集成，并且能有效的减小功放结构的热阻，提高散热效率；

(2)本发明设计了功率放大器立体装配结构，使功率放大器整体结构紧凑，满足通信设备小型化的要求；

(3)本发明为单波导输入输出结构，减少了系统的装配关系，便于多模块功率合成；

(4)本发明整体加工一体成型，减少了人为因素在装配的影响，减少装配流程，提高了设备质量，增强了系统的稳定性；

(5)本发明每个功放电路的功率容量可达到20W，整个Ku波段功率放大器散热能力达到140W。

附图说明

图1是本发明的拆分结构示意图；

图2是本发明的功率放大器剖面图；

图3是本发明功放印制板PCB图；

图4是本发明的等效电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的一种Ku波段功率放大器拆分结构示意图，图2是本发明的功率放大器剖面图，本发明为一种Ku波段功率放大器，包括上盒体1、中间盒体3和下盒体5，上盒体1内装有上功放印制板2，下盒体5内装有下功放印制板6，上盒体1、中间盒体3与下盒体5依次扣合后形成封闭的矩形输入波导和矩形输出波导，波导输入输出端口4接收外部射频信号。

图3是本发明功放印制板PCB图，实施例按照图3连接电路。上功放印制板2上设有输入对鳍线8、输出对鳍线9、输入防谐振调谐块10、输出防谐振调谐块11和功放单元7。上功放印制板2粘结在上盒体1上，功放单元7用螺钉固定在上盒体1上；下功放印制板6粘结在下盒体5上，功放单元7用螺钉固定在下盒体5上。

本发明输入对鳍线8和输出对鳍线9均为抛物线形结构，且均由两个单鳍线组成，这两个单鳍线分别印制在上功放印制板2的正面和背面,将波导主模TE10模式转化为微带的准TEM模式，在完成波导-微带过渡的同时实现了功率分配，同时也将波导的高阻抗转化为微带的低阻抗50Ω。输入对鳍线8和输出对鳍线9、功放单元7完成对信号的分配、放大与合成。

下功放印制板6上功放印制板2的构相同，其对位置与上功放印制板的器件设置相同。功放单元7包括功放芯片及外围电路。

本发明为单输入输出接口结构，通过安装孔固定在散热结构上，两个波导输入输出端口4分别与通信设备的输出输入端口连接，功放单元7通过插座和外部供电电路相连。

本发明的简要工作原理：

射频信号由上盒体1、中间盒体3和下盒体4所组成的输入波导端口输入至输入输出波导结构中，经由输入对鳍线8、输入防谐振调谐块10组成的功分器12，分为两路等幅同相的射频信号分别输入至功放单元7；在功放单元7进行放大输出至由输出对鳍线9、输出防谐振调谐块11组成的功率合成器13进行功率合成后由输出波导端口输出。

Claims (4)

1.一种Ku波段功率放大器，包括上下对称设置的矩形的上盒体(1)和矩形的下盒体(5)以及设在上盒体(1)和下盒体(5)之间的矩形的中间盒体(3)，所述上盒体(1)和下盒体(5)相对的两个面上沿矩形长边同一径向设有输入波导槽和输出波导槽；所述中间盒体(3)的上下两层与输入波导槽和输出波导槽相对位置分别设有输入波导口和输出波导口；所述上盒体(1)、中间盒体(3)和下盒体(5)依次扣合后形成封闭的矩形输入波导和矩形输出波导；所述上盒体(1)与中间盒体(3)之间设有上功放印制板安装腔，中间盒体(3)与下盒体(5)之间设有下功放印制板安装腔；上功放印制板安装腔中安装有上功放印制板(2)，下功放印制板安装腔中安装有下功放印制板(6)；

其特征在于：所述上功放印制板(2)设有输入对鳍线(8)、输出对鳍线(9)、输入防谐振调谐块(10)、输出防谐振调谐块(11)和功放单元(7)；所述输入对鳍线(8)为抛物线曲线形结构，且由两个分别印制在上功放印制板(2)的正面和背面的单鳍线组成；输出对鳍线(9)与输入对鳍线(8)结构相同；输入对鳍线(8)上设有输入防谐振调谐块(10)，输出对鳍线(9)上设有输出防谐振调谐块(11)，输入防谐振调谐块(10)和输出防谐振调谐块(11)均印制在上功放印制板(2)的正面；输入对鳍线(8)的微带输出端与功放单元(7)的输入端相连，输出对鳍线(9)的微带输入端与功放单元(7)的输出端相连；

所述下功放印制板(6)与上功放印制板(2)结构完全相同，其输入设置与上功放印制板(2)的输入设置对应相同，输出设置与上功放印制板(2)的输出设置对应相同；

在上盒体(1)和下盒体(5)的外表面，并且在各自的功放单元(7)正上方均设置有传导散热面。

2.根据权利要求1所述的一种Ku波段功率放大器，其特征在于：所述上盒体(1)、中间盒体(3)与下盒体(5)通过销钉定位并利用紧固螺钉紧固在一起。

3.根据权利要求1所述的一种Ku波段功率放大器，其特征在于：所述上功放印制板(2)粘结在上盒体(1)上，功放单元(7)用螺钉固定在上盒体(1)上；下功放印制板(6)粘结在下盒体(5)上，功放单元(7)用螺钉固定在下盒体(5)上。

4.根据权利要求1所述的一种Ku波段功率放大器，其特征在于：所述输入对鳍线(8)和输出对鳍线(9)还可以设置为阶梯渐变形结构。