CN111224629A - 射频功率放大器堆组、固态烹饪装置和发射器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种射频功率放大器堆组。本发明还涉及一种包括这种堆组的固态烹饪装置和发射器。根据本发明，射频功率放大器堆组包括耦合线耦合器，所述耦合线耦合器包括第一线段以及与第一线段电磁耦合的第二线段，其中，第一线段的第一端电连接至射频放大单元的输出。射频功率放大器堆组进一步包括电介质填充波导，所述电介质填充波导包括第一电介质基板的端部节段、第二电介质基板的端部节段以及覆盖第一电介质层和第二电介质层的端部节段的多个电连接金属壁段，所述多个壁段被布置为与第一线段间隔开，并且电连接至第二线段的第一端。

Description

射频功率放大器堆组、固态烹饪装置和发射器
技术领域
本发明涉及一种射频功率放大器堆组(RF power amplifier pallet)，本发明还涉及一种包括这种堆组的固态烹饪装置和发射器。
背景技术
目前，射频功率放大器的应用领域是多种多样的。例如，射频功率放大器可以存在于移动通信基站，雷达应用以及固态烹饪装置中。这些放大器具有多种形式。例如，射频功率放大器可以为半导体管芯的形式。在这种情况下，获得半导体管芯的一方或多方需要在获得最终产品之前设计以及实现许多附加的特性。此类特性的示例包括阻抗匹配，功率组合，功率分割，以及将半导体管芯安装在封装内。
其内安装有一个或多个半导体管芯的射频功率封装提供了较高级别的集成。如果需要的话，可以在封装本身内部布置一些阻抗匹配，从而为顾客减轻负担。
射频功率模块甚至提供了更高级别的集成。这些模块不仅包括射频功率放大器(其采用一个或多个安装的半导体管芯的形式，或者采用一个或多个射频功率封装的形式)，而且还提供其他电路，诸如阻抗匹配电路以及信号组合/分割电路中的大部分。通常，射频功率模块包括印刷电路板(PCB)，各种功能在印刷电路板上实现。此外，射频功率模块可以包括诸如金属外壳的外壳。射频功率模块还可以包括一个或多个半导体管芯或者射频功率封装。
射频功率放大器堆组还提供另一个级别的集成。其中，一个已知的例子如图1A和图1B所示，图1A所示为剖视图，图1B所示为俯视图。这种已知的射频功率放大器堆组100包括第一电介质基板101以及被布置在第一基板101上的第二电介质基板102。通常，第二电介质基板102为多层基板，并且可以包括第一电介质层102a以及第二电介质层102b。第一基板101也可以为多层基板的形式。
第一电介质基板和第二电介质基板101、102可以设有用于实现电路的金属层。例如，第二电介质基板102设有布置在第一电介质层102a的顶面上的第一金属层103a，在第一电介质层和第二电介质层102a、102b之间设有第二金属层(未示出)，以及在第二电介质层102b的底面上设有第三金属层103c。同样地，第一电介质基板101的顶面上可设有金属层104a。该金属层可与第三金属层103c相接触，并且可以与之固定连接，或者这些层级结构以集成方式形成。此外，第一电介质基板101的底侧可以设有金属层104b。
第二电介质基板102包括凹腔105，其中设置有半导体管芯107形式的射频放大单元。在半导体管芯107上，设有射频功率晶体管120，其具有输入端子(例如栅极)和输出端子(例如漏极)。射频放大单元的输入和输出也形成在半导体管芯107上，例如以焊垫121的形式。这些焊垫可以被直接连接至射频功率晶体管120的输入或输出端子，或者可以是以集成方式形成。可替换地，诸如阻抗匹配网络之类的附加电路可以分别被布置在输入端子或输出端子与放大单元的输入或输出之间。此外，参见图1B，焊线108将射频放大单元输入端的焊垫121连接至用第一金属层103a所形成的键合区域111。在射频放大单元输出端的键合区域111和焊垫121之间进行类似的连接。
如图1A所示，堆组放大器100包括铸造板(coin)106，其被布置在第一电介质基板101内的凹腔内。该铸造板通常由铜制成，并且提供了比第一电介质基板101其余部分高得多的热导率。
铸造板106不能任意变薄。这意味着第一电介质基板101需要一定的厚度。另一方面，大多数射频敏感部件在第二电介质基板102中实现。例如，参见图1B，微带线是用第一金属层103a中的线段110和第二金属层或第三金属层103c中的接地面所形成的。因此，第一电介质基板101主要使用相对低成本的材料制成，而第二电介质基板102使用相对高成本的材料制成，因为与此基板相关联的射频损耗应该被最小化。
通常，在第一电介质基板101的背面，使用金属层104b实现另一接地平面。当堆组被安装在更大的系统中时，该另一接地面被连接至更大的系统的全局接地。此外，另一接地面与铸造板106电连接。为了将与微带线相关联的接地面(例如在第三金属层103c中所实现的接地面)连接到金属层104b中所实现的另一接地面，采用一个或多个通孔109。
图2A和2B分别展现了另一个已知的射频功率放大器堆组200的剖视图和俯视图，其中，相同的附图标记用于指示相同或者相似的部件。与图1A所示的堆组100相比，堆组200包括射频功率放大器封装117，其具有以输入引线118a形式存在的输入，以及以输出引线118b形式存在的输出。这些引线通过匹配网络分别直接或间接地连接至射频功率晶体管的输入端子和输出端子，射频功率晶体管被布置在射频功率放大器封装117的内部。此外，输入引线和输出引线118a，118b分别在第一金属层103a中所实现的引线接收板119a，119b上接收。应该指出的是，在图2B中，射频功率放大器封装117被显示为部分开放式配置，其中，可以看出引线118a、118b部分延伸至封装117的外壳内部，以允许焊线之间的连接，如下文所述。
例如，射频功率放大器封装117可以包括以金属凸缘(metal flange，未示出)的形式存在的封装基板，在金属凸缘上布置半导体管芯，诸如图1B中的管芯107等，半导体管芯中布置有射频功率晶体管，诸如射频功率晶体管120。与图1A中的实施例类似，射频功率晶体管被连接至布置在半导体管芯107上的输入焊垫和输出焊垫121。输入引线118a和输入焊垫121之间以及输出引线118b和输出焊垫121之间的连接通过使用一根或多根焊线122来形成。
尽管图2B展现了引线118a，118b和焊垫121间的直接连接，但也可以采用其他配置。例如，附加电路可以被布置在引线118a，118b和焊垫121之间。例如，匹配网络可以被布置在引线和焊垫之间。此类匹配网络可以包括电容器，电容器的一个端子安装在凸缘上，另一个端子安装在从电容器向引线延伸的一条或多条焊线上，以及一条或多条焊线向各自的焊垫进行延伸。
射频功率放大器封装117还可以包括一个盖子，或者可以使用固化成型的化合物进行闭合或密封封装。此外，在堆组200中的通孔109与图1A中的通孔109使用方式相似。
上述通孔109对堆组的功率能力起到重要作用。例如，如图1B和2B所示，这些通孔可以携带与通过微带线110的电流相关联的返回电流。申请人发现当需要较高的功率时，可能会出现通孔109无法承受高返回电流和/或通孔109的自感变得越来越重要的问题。本文中，值得注意的是，如果使用多个通孔，则只有那些被布置在线段110附近的通孔将携带大量电流。因此，诸如多个通孔的有效自感和功率承载能力等电参数不随通孔的数量呈线性比例关系。在更高功率时(其中，阻抗水平变得相对小)，这尤其成为了一个问题，
一种减轻与高功率下通孔相关联的问题的已知方法为增加铸造板106的尺寸以使其在微带线110底部完全延伸。此处，铸造板106与在第三金属层103c中所实现的微带线的接地面相接触。铸造板106具有导电性，提供了到另一接地平面的低损耗和低电感连接。
上文所描述的已知方法的缺点与成本有关。铸造板106包括相当多的相对昂贵的材料。因此，从成本角度来看，不希望增加铸造板的尺寸。
根据权利要求1的前述部分所限定的射频功率放大器堆组是从US 2003/100197A1所获知的。另一个射频放大器堆组从US 2015/303881 A1所获知。
发明内容
因此，本发明的目的为提供一种解决上述问题的方案，其中可以在不需要增加，或者只是较小程度地增加铸造板尺寸的情况下，就可以增加堆组所传输的功率。
这一目的已经可以通过使用权利要求1中所述的射频功率放大器堆组来实现，其特征在于，所述射频功率放大器堆组进一步包括耦合线耦合器，该耦合线耦合器包括第一线段以及与所述第一线段电磁耦合的第二线段，其中，所述第一线段的第一端电连接至射频放大单元的输出。
射频功率放大器堆组的特征还在于，射频功率放大器堆组包括电介质填充波导(通常呈现矩形结构)，电介质填充波导包括第一电介质基板的端部节段、第二电介质基板的端部节段、以及覆盖第一电介质层和第二电介质层的端部节段的多个电连接金属壁段，其中，所述多个壁段被布置为与第一线段间隔开，并且电连接至第二线段的第一端。
根据本发明所述的射频功率放大器堆组不会遇到先前讨论过的、与在图1A和2A中所示的现有技术有关的通孔的缩放问题。因此，这些堆组的功率缩放可以简单地被实现，而不需要引入特殊措施来解决通孔的自感问题。
电磁能在波导中的传输方式不同于在微带或焊线中的传输方式。更具体地说，当使用电介质填充波导时，不会发生，或者只是较小程度地发生前文所述的与通孔相关的问题。此外，申请人还发现，在现有技术设备中有时出现的过热问题并不会发生，或者只是较小程度地发生。
使用电介质填充波导的附加效果在于为射频放大单元提供了屏蔽，防止来自系统其他部分的电磁辐射。以这样的方式，可以降低系统的输出中的部件和系统输入(射频放大单元的输入)处的敏感部件之间的电磁耦合。
所述的多个壁段包括覆盖第一电介质层的顶面的上壁段、以及覆盖第一电介质基板的底面的下壁段。此外，射频功率放大器堆组进一步包括：第一多个通孔，第一多个通孔连接上壁段至下壁段；和/或，一个或多个侧壁段，所述一个或多个侧壁段覆盖第一电介质基板和第二电介质基板的侧表面，并且将上壁段和下壁段电连接。
第一线段的第二端和第二线段的第二端被连接至一电开路。更具体地说，这些端可不被连接至任何进一步的一部件以使得这些端可以被视作被连接至一电开路，或者至少连接到在关注频率处非常高的阻抗。
耦合器优选地被配置为将放大单元输出处的低输出阻抗转换至更高的阻抗。以这种方式，该耦合器具有双重功能。如前文所述，电磁能在波导中的传输方式不同于在微带或焊线中的传输方式。因此，耦合器的第一个功能为在两种不同的能量传输方式之间建立联系。耦合器的第二个功能与阻抗水平的上转换(up-conversion)有关。例如，射频放大单元的输出阻抗可以为2欧姆或更小，而波导的目标输入阻抗可被设计成40欧姆至60欧姆。
射频功率晶体管的输出端子、射频放大单元的输出或者被连接至射频放大单元的第一线段的第一端与第一线段中的相对端之间的电长度可以基本等于90度的(2n+1)倍，其中，n为等于或者大于0的整数。例如，在关注频率上，用于第一线段和第二线段的线长度大约为90度。然而，可以相对于这个四分之一波长的配置形成小的偏差，用来说明射频功率晶体管的输出与第一线段的第一端和/或第一或第二线段的始端处或者末端处的寄生元件之间的电延迟。
第一线段可以被布置在第一电介质层和第二电介质层中的一者上，并且第二线段可以被布置在第一电介质层和第二电介质层中的另一者上。这种结构在紧凑性和可制造性方面提供了一种有吸引力的解决方案。然而，本发明并不排除其他类型的耦合线耦合器，诸如，宽边耦合线，边缘耦合线，兰格耦合器等。
射频功率放大器堆组还包括源焊垫和负载焊垫，被布置在第一电介质层或者第二电介质层上，其中，源焊垫电连接至射频放大单元的输入，并且其中负载焊垫电连接至射频放大单元的输出和第一线段。
源焊垫和负载焊垫可被布置在第二电介质层上，并且第二电介质基板可包括第一电介质层中靠近所述凹腔的凹部，从而暴露出源焊垫和负载焊垫。以这种方式，形成了具有阶梯壁的凹腔。可替换地，源焊垫和负载焊垫被布置在第一电介质层上。
射频放大单元可包括射频功率放大器封装，该封装中容置有射频功率晶体管。该封装可以包括输入引线，输入引线形成射频放大单元输入并且被连接至射频功率晶体管的输入端子，例如栅极。此封装可以进一步包括输出引线，输出引线形成射频放大单元输出并且被连接至射频功率晶体管的输出端子，例如漏极。输入引线和输出引线分别被物理连接(例如通过焊接)至所述源焊垫和负载焊垫。
可替换地，射频放大单元可以包括半导体管芯，半导体管芯上布置有射频功率晶体管。半导体管芯可以包括输入焊垫或输入焊条，输入焊垫或输入焊条形成射频放大单元输入并且被连接至射频功率晶体管的输入端子。此外，半导体管芯可包括输出焊垫或输出焊条，输出焊垫或输出焊条形成射频放大单元输出并且被连接至射频功率晶体管的输出端子。输入和输出焊垫或焊条分别通过例如焊线电连接至所述源焊垫和负载焊垫。
射频功率晶体管的输入端子和射频放大单元的输出之间的连接可以为直接连接，也就是，在输入端子和输入之间除了一些用于进行连接的电长度之外，没有其它电部件被布置。类似的考虑也适用于射频功率晶体管的输出端子和射频放大单元的输出。可替换地，射频功率放大器堆组还可以包括被布置在所述射频功率晶体管的输入端子和所述射频放大单元的输入之间的输入匹配网络，和/或被布置在所述射频功率晶体管的输出端子和射频放大单元的输出之间的输出匹配网络。此类匹配网络可以包括串联电感和接地电容，但不排除其他匹配拓扑。
通常，射频功率放大器封装包括基板，例如金属凸缘，一个或多个半导体管芯被安装在该基板上。一个或多个射频功率晶体管被布布置在一个或者多个半导体管芯上。例如，封装可包括一对半导体管芯，每一管芯包括单个射频功率晶体管。为了组合或者处理来自或去往射频功率晶体管的信号，该封装可包括无源电路，诸如功率分割器、功率组合器、阻抗匹配网络等。
来自射频功率晶体管的输出信号可以组合成出现在射频放大单元的单个输出处的单个输出信号。可替换地，射频放大单元可包括多个输入和/或多个输出，每个输出和/或每个输入都连接至在第一或第二电介质层上形成的相应的负载焊垫或源焊垫。各种负载焊垫、输出引线、源焊垫、以及输入引线都可以如上所述进行配置。至少一个负载焊垫可以被连接至一个如上所限定的单独的第一线段。此外，功率组合器可以至少部分形成于射频放大单元中。可替换地，所有的功率组合由第一电介质层和第二电介质层上的电路进行执行。该电路可以包括第一线段和/或第二线段。
第一线段可以被布置在第一电介质层上。在这种情况下，射频功率放大器堆组还可以包括第二多个通孔，第二多个通孔被布置为与第一线段间隔开并且延伸穿过第一电介质层，此第二多个通孔将第二线段电连接至所述多个金属壁段。可替换地，第一线段可以被布置在第二电介质层。在这种情况下，第二线段可以被直接连接至多个金属壁段。
本发明不限于被布置在凹腔的单个射频放大单元。例如，可在延伸穿过第一电介质层和第二电介质层的另一凹腔中设置另一放大单元。然后，射频功率放大器堆组还可以包括另一耦合器，包括了布置在第一电介质层和第二电介质层中一者上的第三线段，以及布置在第一电介质层和第二电介质层另一者上的第四线段，其中，第三线段电连接至另一射频放大单元的输出，并且其中，第三线段和第四线段为电磁耦合。此外，射频功率放大器堆组可以包括用于对来自射频放大单元和另一射频放大单元的信号进行组合的组合器，其中，组合器具有连接至第二线段的第一输入、连接至第四线段的第二输入以及连接至多个金属壁段的组合节点。在这样的实施例中，第二线段和第四线段不是直接而是经由组合器耦合至多个金属壁段。
本发明不限于特定的半导体技术。然而，本发明有利地使用包括氮化镓基场效应晶体管或硅基横向扩散金属氧化物半导体晶体管的射频功率晶体管。附加地或者可替换地，可采用基于砷化镓、碳化硅和纯金刚石的技术。
射频功率放大器堆组还可以包括波导输出，波导输出由被布置在一个或多个所述金属壁段中的缝隙形成。通过这个缝隙，可以输出电磁能。可替换地，可以提供形成在电介质充波导的端部处的波导输出。
本发明进一步提供了一种固态烹饪装置，包括烹饪腔和上文所述的射频功率放大器堆组，其中，波导输出被耦合到烹饪腔。
本发明还提供了一种发射器，包括上文所限定的射频功率放大器堆组，例如，该发射器可以被布置在移动通信基站中。
附图说明
接下来，结合附图，本发明将更清楚地被描述，其中：
图1A和图1B分别展现了已知射频功率放大器堆组的第一示例的剖视图和俯视图；
图2A和图2B分别展现了已知射频功率放大器堆组的第二示例的剖视图和俯视图；
图3展现了本发明的一般概念；
图4A和图4B展现了图3的概念的第一实施方式；
图5A和图5B展现了图3的概念的第二实施方式；
图6A和图6B描述了本发明的实施例，该实施例示出了可被用于第一实施方式和第二实施方式的缝隙天线；以及
图7A和图7B描述了用于实现根据本发明的电介质填充波导的两种替代配置。
具体实施方式
图3说明了本发明的一般概念。这里，射频功率放大器堆组包括射频放大单元1，耦合线耦合器2，以及电介质填充波导3。耦合器2包括第一线段4，第一线段4的一端经由电延迟8被连接至放大单元1的输出。电延迟8可以包括传输线、焊线等。在一些实施例中，可以省略或忽略电延迟8。
耦合器2还包括第二线段5，其在长度L上电磁耦合到第一线段4。第二线段5的第一端被连接至电介质填充波导3。此波导包括多个金属壁段，第二线段5的第一端被连接至多个金属壁段。根据本发明，在布置并支撑第一线段4、第二线段5和放大单元1的电介质层的端部节段(end section)上设有多个金属壁段。此外，电介质填充波导3具有输出9，通过该输出9，射频能量可以离开射频功率放大器堆组。
为了最佳地传送射频能量，在射频放大单元1的输出处所呈现的阻抗，尤其是在其所装有的射频功率晶体管的输出处所呈现的阻抗，应该具有在设计阶段所确定的特定值。通常，该值对应于射频功率放大器堆组的平均或最佳使用情况。例如，此堆组可以以这样的方式进行设计，即如果凹腔被部分装入或完全装入预先确定的材料，堆组将最大能量传输到固态烹饪设备的烹饪腔中。此外，射频功率放大器堆组可以使用放大单元，该放大单元被设计成在其输出处呈现出给定阻抗时输出最大功率。在这种情况下，耦合器，以及可选择的电延迟8，应该被设计为使这些阻抗要求被匹配。
为了满足不同的阻抗要求，可以适当地对耦合器2进行设计。例如，除了这些线段和一个或多个接地面之间的距离之外，还可以改变第一线段4和第二线段5之间的间隔以及这些线段的宽度和长度。
技术人员了解实现这种设计的各种技术。例如，在Thomas Jensen所著的论文“耦合传输线作为阻抗变换器”(“Coupled Transmission Lines as ImpedanceTransformer”)中，该论文发表在《IEEE微波理论与技术会刊》(第55卷，第12期，2007年12月)中，作者描述了设计公式，通过该公式可以获得特定的阻抗变换比。
接下来，将讨论图3所示的概念的不同实施方式。
图4A展现了与图1A所示的示例类似的本发明的一个实施例。然而，与图1A所示的实施例相反，在第一电介质层102a中可见附加凹部，从而露出第二电介质层102b。在第二电介质层102b的外露部分上，焊垫111被布置用于接收使电连接到管芯107上的焊垫的焊线。此外，与图1A中的实施例相反，堆组的输出和射频放大单元的输出端子之间没有直流连接。因此，尽管在现有技术中，需要直流阻断电容器来防止直流信号在堆组的输出处出现，但是本发明在其输出处本质上没有这样的部件。
图4A仅仅展现了输出侧的焊垫。更具体地说，图4A展现了在第二金属层103b中所实现的第一线段140。焊垫111被整体连接至第一线段140，并且允许将焊线108连接至管芯107。应该注意的是，焊垫可以在输入侧同样地实现。这种焊垫也可以在第二金属层103b中实现。
除了上文所述的附加凹部之外，图4A实施例与图1A中的示例不同，因为其进一步包括耦合线耦合器和电介质填充波导。耦合线耦合器包括上文所述的第一线段140，以及在第一金属层103a中实现的第二线段141。在图4B中由“I”所表示的区域中，第一线段140和第二线段141形成一对电磁耦合线。
第二线段141以整体的方式被连接至多个金属壁段130。这里，多个金属壁段130由第一金属层103a、金属层104b和覆盖堆组300的两侧表面132的金属层所形成。因此，多个金属壁段包围第一电介质基板和第二电介质基板101、102，并形成由第二线段141所馈电的电介质填充波导。通过保持波导的端部开路，例如不使用导电材料覆盖波导，可以如箭头150所示形成波导输出。例如，这种波导输出可用于在固态烹饪设备的烹饪腔中传输电磁能。可替换地，波导输出起通用通信天线的作用。
在耦合器的输入之间存在一些电长度，例如，在第一线段140的第一端(参见图3)与焊垫111之间。此外，在焊垫111和布置在半导体管芯107上的射频功率晶体管的输出端子之间甚至存在更多的电长度。如结合图3所述，可以设计出耦合器的各种特性，以便实现最佳性能。附加地或可替换地，射频功率晶体管本身和/或通过其连接到第一线段140的电路的特性可以进行调谐或设计，以使得在射频功率晶体管的输出和耦合器的输入之间实现适当的阻抗变换。
在一个实施例中，第一电介质基板101具有范围为1到15之间的电介质常数，并且基板厚度的范围为0.05到5mm之间。
关注频率可以在0.4至100GHz之间。长度L可以在150至0.5毫米之间变化，并且第一线段140和第二线段141的宽度可以在150到0.5毫米的范围之间。
图5A展现了与图2A所示的示例类似的本发明的一个实施例。这个实施例与图4A中的实施例不同，这个实施例包括具有一个或者多个输入引线118a以及一个或多个输出引线118b的射频功率放大器封装117。接下来的描述仅限于一个输入引线118a和一个输出引线118b，但是技术人员将很容易地理解到本发明不限于此。与图4A所示的实施例类似，仅仅显示出输出处的连接，图5B中的“I”表示第一线段140和第二线段141所形成的一对电磁耦合线的区域。
与图4A中实施例相反，没有附加的凹部，并且输出引线118b连接到与第一线段140整体形成的引线接收板119b。此外，现在使用第一金属层103a形成第一线段140，并且使用第二金属层103b形成第二线段141。因此，为了将第二线段141的第一端连接至金属壁段130，多个通孔131用于连接至使用第一金属层103a所实现的金属壁段的部分。然而，通孔也可以被用于连接至使用金属层104b所实现的金属壁段130的部分。
尽管图4A中的实施例需要附加的凹部，但是该实施例并不需要通孔131，因为第二线段141已经在第一金属层103a中实现。
本领域的技术人员将很容易理解到，射频功率放大器封装117同样可以以类似于图4A的方式进行布置，例如，使用附加的凹部以及输出引线118b至在第二金属层103b中实现的引线接收板之间的连接。另一方面，半导体管芯107同样可以以类似于图5A的方式进行布置，例如，使用连接至在第一金属层103a中实现的焊垫的焊线连接。
图6A和6B展现了与图4A的实施例类似的实施例，除了由153所表示的波导末端被金属覆盖。此外，缝隙151形成于金属层104b中。在这一实施例中，电磁辐射将通过缝隙151离开波导。此类缝隙可以耦合到固态烹饪装置的烹饪腔。例如，烹饪腔可以包括具有与缝隙151对准的开口的金属壁。在这种配置中，射频功率放大器堆组被完全布置在烹调腔外部，并且射频能量通过缝隙151和与之对准的烹饪腔的金属壁中的开口引入。图4A和5A所示的波导输出150可以实现类似的配置。可替换地，射频功率放大器堆组部分地延伸至烹饪腔中以使得波导输出150、151位于烹饪腔的内部。
图7A和7B描述了实现根据本发明的电介质填充波导的两种替代配置。在图7A的实施例中，多个壁段包括覆盖第一电介质层102a顶面的上壁段301，以及覆盖第一电介质基板101底面的下壁段302。这些壁段可以分别使用金属层103a和104b来实现。多个通孔501将上壁段301连接到下壁段302。这些通孔沿堆组的纵向相邻布置，以形成通孔壁。
在图7B的布置中，通孔已经被覆盖第一电介质基板101和第二电介质基板102的侧表面的侧壁段502所代替。这些侧壁段将上壁段301和下壁段302进行电连接。
尽管已经使用本发明的详细实施例对本发明进行了说明，但是本领域技术人员将理解到，本发明并不限于这些实施例，并且在不偏离由所附权利要求所定义的本发明的范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改。例如，RF功率放大器堆组可被用作电信应用中的发射器装置。这对于缝隙被布置在介质填充波导中的实施例尤其适用。这样的实施例可被用在移动通信基站的天线系统中。

Claims (16)

1.一种射频RF功率放大器堆组(200；300；400)，包括：
第一电介质基板(101)；
第二电介质基板(102)，被布置在所述第一电介质层上并且包括第一电介质层(102a)和第二电介质层(102b)，所述第二电介质基板包括延伸穿过所述第一电介质层和所述第二电介质层的凹腔(105)；
RF放大单元(1)，包括RF功率晶体管并且被布置在所述凹腔内，所述RF放大单元包括输入和输出；
其特征在于，所述RF功率放大器堆组进一步包括：
耦合线耦合器(2)，包括第一线段(4；140)以及与所述第一线段电磁耦合的第二线段(5；141)，其中，所述第一线段的第一端电连接至所述RF放大单元的输出；
电介质填充波导(3)，包括所述第一电介质基板的端部节段、所述第二电介质基板的端部节段、以及覆盖所述第一电介质层和所述第二电介质层的端部节段的多个电连接金属壁段，所述多个壁段被布置为与所述第一线段间隔开并且电连接至所述第二线段的第一端。
2.根据权利要求1所述的RF功率放大器堆组，其中，所述多个壁段包括覆盖所述第一电介质层的顶面的上壁段(301)、以及覆盖所述第一电介质基板的底面的下壁段(302)，其中，所述RF功率放大器堆组进一步包括第一多个通孔(131；501)，所述第一多个通孔将所述上壁段连接至所述下壁段，和/或其中，所述RF功率放大器堆组包括一个或多个侧壁段(132；502)，所述一个或多个侧壁段覆盖所述第一电介质基板和所述第二电介质基板的侧表面，并且将所述上壁段和所述下壁段电连接。
3.根据权利要求1或2所述的RF功率放大器堆组，其中，所述第一线段的第二端和所述第二线段的第二端电连接至电开路。
4.根据前述权利要求中任一项所述的RF功率放大器堆组，其中，所述耦合器被配置为将所述放大单元的输出处的低输出阻抗转换为更高的阻抗。
5.根据权利要求4所述的RF功率放大器堆组，其中，所述RF功率晶体管的输出端子、所述RF放大单元的输出或者所述第一线段的第一端与所述第一线段的第二端之间的电长度基本等于90度的(2n+1)倍，其中，n为大于或等于0的整数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的RF功率放大器堆组，其中，所述第一线段被布置在所述第一电介质层和所述第二电介质层中的一者上，并且其中，所述第二线段被布置在所述第一电介质层和所述第二电介质层中的另一者上。
7.根据权利要求6所述的RF功率放大器堆组，进一步包括：
源焊垫(111；119a)和负载焊垫(111；119b)，被布置在所述第一电介质层或者所述第二电介质层上，其中，所述源焊垫电连接至所述RF放大单元的输入端，并且其中所述负载焊垫电连接至所述RF放大单元的输出端和所述第一线段。
8.根据权利要求7所述的RF功率放大器堆组，其中，所述源焊垫和所述负载焊垫(111；119a,119b)被布置在所述第二电介质层上，并且其中所述第二电介质基板包括：所述第一电介质层中靠近所述凹腔的凹部，从而露出所述源焊垫和负载焊垫。
9.根据权利要求7或8所述的RF功率放大器堆组，
其中，所述RF放大单元包括RF功率放大器封装(117)，所述RF功率放大器封装(117)中容置有所述RF功率晶体管，所述RF功率放大器封装包括输入引线(118a)和输出引线(118b)，所述输入引线(118a)形成所述RF放大单元的输入并且被连接至所述RF功率晶体管的输入端子，所述输出引线(118b)形成所述RF放大单元的输出并且被连接至所述RF功率晶体管的输出端子，其中，所述输入引线和所述输出引线被分别物理连接至所述源焊垫和所述负载焊垫，例如通过焊接被分别物理连接至所述源焊垫和所述负载焊垫；或者
其中，所述RF放大单元包括半导体管芯(107)，所述半导体管芯(107)上布置有所述RF功率晶体管，所述半导体管芯包括：输入焊垫或输入焊条，所述输入焊垫或输入焊条形成所述RF放大单元的输入并且被连接至所述RF功率晶体管的输入端子；以及输出焊垫或输出焊条，所述输出焊垫或输出焊条形成所述RF放大单元的输出并且被连接至所述RF功率晶体管的输出端子，其中，所述输入焊垫或输入焊条和所述输出焊垫或输出焊条被分别电连接至所述源焊垫和所述负载焊垫，例如通过焊线(108)被分别电连接至所述源焊垫和所述负载焊垫。
10.根据权利要求9所述的RF功率放大器堆组，进一步包括：输入匹配网络，被布置在所述RF功率晶体管的输入端子和所述RF放大单元的输入之间；和/或，输出匹配网络，被布置在所述RF功率晶体管的输出端子和所述RF放大单元的输出之间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的RF功率放大器堆组，
其中，所述第一线段被布置在所述第一电介质层上，所述RF功率放大器堆组进一步包括第二多个通孔，所述第二多个通孔被布置为与所述第一线段间隔开并且延伸穿过所述第一电介质层，所述第二多个通孔将所述第二线段电连接至所述多个金属壁段；或者
其中，所述第一线段被布置在所述第二电介质层上，并且其中，所述第二线段被直接连接至所述多个金属壁段。
12.根据前述权利要求中任一项所述的RF功率放大器堆组，其中，所述RF功率晶体管包括：氮化镓基场效应晶体管或硅基横向扩散金属氧化物半导体晶体管。
13.根据前述权利要求中任一项所述的RF功率放大器堆组，进一步包括：波导输出(9)，由被布置在所述金属壁段中的一个或多个金属壁段中的缝隙(151)形成。
14.根据前述权利要求中任一项所述的RF功率放大器堆组，进一步包括：波导输出，形成在所述电介质填充波导的端部处。
15.一种固态烹饪装置，包括烹饪腔和根据权利要求13或14所述的RF功率放大器堆组，其中，所述波导输出被耦合到所述烹饪腔。
16.一种发射器，包括根据权利要求1-14中任一项所述的RF功率放大器堆组，所述发射器例如被布置在移动通信基站中。
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