CN114725668B - 一种有源集成的cpw馈电的宽带圆极化天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线，通过将AB类射频功率放大器与CPW馈电的圆极化天线无缝级联而成，AB类射频功率放大器包括输入电路、输入匹配及稳定网络、栅极滤波偏置电路、T型微带连接头Tee1、晶体管、漏极滤波偏置电路、T型微带连接头Tee2和第一电容，输入电路将输入信号输出至输入匹配及稳定网络，输入匹配及稳定网络将输入信号中的直流信号隔离后，得到第一个交流射频信号输出至晶体管的栅极，晶体管对第一个交流射频信号进行放大处理，得到第二个交流射频信号，第一电容对第二个交流射频信号隔直后通过圆极化天线辐射出去；优点是兼具高增益和高功率附加效率，且具有较大的天线阻抗带宽、较高的天线辐射效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种宽带圆极化天线，尤其是涉及一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展，有限的频谱资源已变的十分拥挤。为适应连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠和低功耗大连接等不同场景的信息通信，第五代通信技术(5G)应运而生。发射机作为无线通信系统中不可或缺的一部分，而射频功率放大器和天线是作为发射机的关键部分，通常处在发射机的末端。由于所处位置和功能的特殊，射频功率放大器和天线性能的优劣会直接影响发射机整体性能的优劣。因此，射频功率放大器的效率和线性度的提升及天线结构和性能的改进对适应5G通信技术的发展、提高用户终端体验等都具有十分重大的意义。
传统线性射频功率放大器(Power amplifier,PA)的工作频率很高，但相对频带较窄，一般都采用选频网络作为负载回路。线性射频功率放大器按照电流导通角的不同，主要分为甲(A)类射频功率放大器、甲乙(AB)类射频功率放大器和乙(B)类射频功率放大器这三类。A类射频功率放大器的效率低于AB类射频功率放大器和B类射频功率放大器，但增益和线性度是几类中最好的。AB类射频功率放大器和B类射频功率放大器都适用于大功率工作状态，B类射频功率放大器的输出功率和效率是三类中最高的。对比以上三类射频功率放大器的优缺点，AB类射频功率放大器是兼容A类射频功率放大器与B类射频功率放大器的优势的一种设计，比A类射频功率放大器提高了小信号输入时的效率，随着输出功率的增大，效率也增高；同时，它的效率比以及保真度而言，都优于A类射频功率放大器和B类射频功率放大器。未来发展趋向是越来越多的采用高偏流的AB类射频功率放大器，以减少低电平信号的失真。
天线在发射机中起到发射和接收电磁波、转换传输系统里的导行波和自由空间里的电磁波的作用，因此天线工作性能的好坏会直接对通信系统传输信息的能力产生影响。随着无线通信技术的日益发展成熟，通信系统对天线也有着各种各样的需求，以往单一的线极化微带天线难以满足，因此圆极化天线、变极化天线逐渐被提出并发展起来。因为天线自身具有极化特性，所以在接收传输信号和抑制干扰信号方面，选用恰当的天线极化方式是非常重要的。天线的极化方式分为三种：线极化、圆极化和椭圆极化。一般来讲，圆极化天线是椭圆度不大的椭圆极化天线，圆极化天线还分为左旋圆极化天线和右旋圆极化天线。任意的圆极化波都是由两个互相正交的线极化波组成的，因此圆极化天线除了能接收和发送圆极化波之外，还可以接收线极化波，从前那种单一的线极化微带天线难以满足现在通信系统的需求，圆极化天线的研究就显得十分重要，对其的研究也越来越多。共面波导(Coplanar Waveguide,CPW)馈电的天线作为印刷型天线的一种，它具有其独特的优点：①制作工艺简单，费用低；②天线尺寸更加小，集成度更加高；③相对于金属孔来说，其有更低的接地电感等。
传统的有源天线的设计方式是将射频功率放大器和天线单独设计，然后将两者输入输出阻抗匹配到50Ω或者75Ω)后级联实现。然而该设计方式中射频功率放大器和天线之间存在的阻抗匹配等无源网络，不仅会使得射频前端电路集成度下降，还会产生不必要的失配和插入损耗，从而影响了有源天线总输出功率和效率。针对传统有源天线存在的尺寸大、损耗高等问题，现有的有源集成天线通过消除功放电路的输出匹配网络，不仅避免了不必要的插入和失配损耗，而且较大程度地减小了整体电路尺寸，整体的输出功率和增益也得到了改善。现有的有源集成天线主要有两种设计思路：以最大增益进行阻抗匹配或最大功率附加效率(Power added efficiency,PAE)进行阻抗匹配。但是，一般来说，提高增益通常需要以牺牲功率附加效率作为代价，而想要拥有较好的功率附加效率则同样会牺牲射频功率放大器的增益，所以现有的有源集成天线在设计过程中要在增益和功率附加效率中做出权衡，因此，现有的有源集成天线不能同时具备较高的增益和功率附加效率。另外，现有的有源集成天线一般选用结构比较简单的贴片天线，结构可调性比较低，无法获得更大的阻抗带宽。此外，现有的有源集成天线多为线极化辐射，相应的天线辐射效率较低，无法更好的传递能量。现有的无缝集成有源天线的天线阻抗带宽的轴比(Axial ratio,AR)带宽均较小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种兼具高增益和高功率附加效率，且具有较大的天线阻抗带宽、较高的天线辐射效率的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线，通过将AB类射频功率放大器与CPW馈电的圆极化天线无缝级联而成，所述的AB类射频功率放大器包括输入电路、输入匹配及稳定网络、栅极滤波偏置电路、T型微带连接头Tee1、晶体管、漏极滤波偏置电路、T型微带连接头Tee2和第一电容，所述的输入电路用于接入外部射频输入信号，并将外部射频输入信号输出至所述的输入匹配及稳定网络，所述的输入匹配及稳定网络用于将所述的AB类射频功率放大器的源阻抗匹配至50Ω，保证所述的晶体管在工作频段内能稳定工作，并用于将输出至其处的外部射频输入信号中的直流信号隔离后，得到第一个交流射频信号通过所述的T型微带连接头Tee1输出至所述的晶体管的栅极，所述的栅极滤波偏置电路用于对输入其内的偏置电压VGS进行滤波处理，得到栅极偏置电压输出至所述的晶体管的栅极，所述的漏极滤波偏置电路用于对输入其内的偏置电压VDS进行滤波处理，得到漏极偏置电压通过所述的T型微带连接头Tee2输出至所述的晶体管的漏极，所述的晶体管在栅极偏置电压和漏极偏置电压作用下正常工作，对输出至其处的第一个交流射频信号进行放大处理，得到第二个交流射频信号通过所述的T型微带连接头Tee2输出至所述的第一电容，所述的第一电容对第二个交流射频信号中的直流信号隔离，得到最终放大后的交流射频信号输出至所述的CPW馈电的圆极化天线，所述的CPW馈电的圆极化天线将最终放大后的交流射频信号以能量的形式辐射出去，并表现出圆极化辐射特性。
所述的输入匹配及稳定网络具有输入端和输出端，所述的栅极滤波偏置电路具有输入端和输出端，所述的漏极滤波偏置电路具有输入端和输出端，所述的T型微带连接头Tee1和所述的T型微带连接头Tee2均具有第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述的输入电路具有输入端和输出端，所述的输入电路的输入端为所述的AB类射频功率放大器的输入端口，所述的输入电路的输出端和所述的输入匹配及稳定网络的输入端连接，所述的输入匹配及稳定网络的输出端和所述的T型微带连接头Tee1的第一连接端连接，所述的T型微带连接头Tee1的第二连接端与所述的晶体管的栅极连接，所述的栅极滤波偏置电路的输入端为所述的AB类射频功率放大器的栅极偏置端，用于接入偏置电压VGS，所述的栅极滤波偏置电路的输出端与所述的T型微带连接头Tee1的第三连接端连接，所述的晶体管的源极接地，所述的晶体管的漏极和所述的T型微带连接头Tee2的第二连接端连接，所述的T型微带连接头Tee2的第三输入端与所述的漏极滤波偏置电路的输出端连接，所述的T型微带连接头Tee2的第一连接端与所述的第一电容的一端相连，所述的第一电容的另一端为所述的AB类射频功率放大器的射频信号输出端，所述的AB类射频功率放大器的射频信号输出端和所述的CPW馈电的圆极化天线直接连接。
所述的输入电路包括第一微带线，所述的第一微带线的一端为所述的输入电路的输入端，所述的第一微带线的另一端为所述的输入电路的输出端，所述的第一微带线的特性阻抗为50Ω。该输入电路通过微带线实现，结构简单，成本低。
所述的输入匹配及稳定网络采用阶跃阻抗低通滤波电路结构来实现，所述的输入匹配及稳定网络包括第二电容、第三电容、第一电阻、第五微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线和第六微带线，所述的第三电容的一端为所述的输入匹配及稳定网络的输入端，所述的第三电容的另一端和所述的第六微带线的一端连接，所述的第六微带线的另一端和所述的第五微带线的一端连接，所述的第五微带线的另一端和所述的第二微带线的一端连接，所述的第二微带线的另一端和所述的第三微带线的一端连接，第三微带线的另一端与所述的第四微带线的一端连接，所述的第四微带线的另一端、所述的第一电阻的一端和所述的第二电容的一端连接，所述的第一电阻的另一端和所述的第二电容的另一端连接且其连接端为所述的输入匹配及稳定网络的输出端。该电路中，第五微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线和第六微带线构成AB类射频功率放大器的输入匹配网络，第三电容为隔直电容，防止直流电流进入输入匹配及稳定网络的输入端，再将AB类射频功率放大器的源阻抗与输入电路的阻抗50Ω进行匹配，实现射频功率的最大传输，第二电容和第一电阻共同组成了AB类射频功率放大器的稳定电路，保证晶体管在所需工作频段内能稳定工作。
所述的栅极滤波偏置电路包括第四电容、第七微带线、第八微带线、第九微带线和第一90°弯折线，所述的第四电容的一端和所述的第七微带线的一端连接且其连接端为所述的栅极滤波偏置电路的输入端，所述的第四电容的另一端接地，所述的第七微带线的另一端和所述的第九微带线的一端连接，所述的第九微带线的另一端和所述的第一90°弯折线的一端连接，所述的第一90°弯折线的另一端和所述的第八微带线的一端连接，所述的第八微带线的另一端为所述的栅极滤波偏置电路的输出端，所述的第八微带线为四分之一波长线，所述的漏极滤波偏置电路包括第十微带线、第十一微带线、第十二微带线、第二90°弯折线和第五电容，所述的第五电容的一端和所述的第十一微带线的一端连接且其连接端为所述的漏极滤波偏置电路的输入端，所述的第五电容的另一端接地，所述的第十一微带线的另一端和所述的第十二微带线的一端连接，所述的第十二微带线的另一端和所述的第二90°弯折线的一端连接，所述的第二90°弯折线的另一端和所述的第十微带线的一端连接，所述的第十微带线的另一端为所述的漏极滤波偏置电路的输出端，所述的第十微带线为四分之一波长线。该结构中，第八微带线和第十微带线均为四分之一波长线，在射频微波频段其作用分别相当于一个大电感，起到扼流的作用，防止射频信号对直流电源产生干扰，第四电容和第五电容作为旁路电容，用于旁路电源纹波以及蹿到栅极滤波偏置电路的输出端和漏极滤波偏置电路的输出端的射频信号的隔离，保证电源能稳定供电，使晶体管在其工作频段内稳定工作。
所述的AB类射频功率放大器设置在第一介质基板的上表面，所述的第一介质基板为矩形板，所述的第一介质基板的下表面被金属接地层完全覆盖，所述的AB类射频功率放大器的晶体管的源极通过与所述的金属接地层连接实现接地，所述的CPW馈电的圆极化天线包括第二介质基板、第三介质基板、接地板和辐射电路，所述的第二介质基板和所述的第三介质基板均为矩形板，所述的第三介质基板的前端面与所述的第二介质基板的后端面连接且呈贴合状态，所述的接地板包括第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块、第四矩形金属块、第五矩形金属块、第六矩形金属块和第十矩形金属块，所述的第一矩形金属块、所述的第二矩形金属块、所述的第三矩形金属块、所述的第四矩形金属块和所述的第十矩形金属块均附着在所述的第二介质基板的上表面，所述的第五矩形金属块附着在所述的第三介质基板的上表面且将所述的第三介质基板的上表面完全覆盖住，所述的第六矩形金属块附着在所述的第三介质基板的下表面且将所述的第三介质基板的下表面完全覆盖住，所述的第三介质基板上设置有金属化通孔，所述的金属化通孔将所述的第五矩形金属块和所述的第六矩形金属块连接，所述的第一矩形金属块的前端面与所述的第二介质基板的前端面齐平，所述的第一矩形金属块的左端面与所述的第二介质基板的左端面齐平，所述的第一矩形金属块的右端面与所述的第二介质基板的右端面齐平，所述的第二矩形金属块的后端面与所述的第二介质基板的后端面齐平，所述的第二矩形金属块的左端面与所述的第二介质基板的左端面齐平，所述的第二矩形金属块的右端面与所述的第二介质基板的右端面齐平，所述的第一矩形金属块沿前后方向的长度不等于所述的第二矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第三矩形金属块的前端面与所述的第一矩形金属块的后端面连接且两者呈贴合状态，所述的第三矩形金属块的左端面与所述的第二介质基板的左端面齐平，所述的第三矩形金属块的后端面与所述的第二矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第四矩形金属块的前端面与所述的第一矩形金属块的后端面连接且两者呈贴合状态，所述的第四矩形金属块的右端面与所述的第二介质基板的右端面齐平，所述的第四矩形金属块的后端面与所述的第二矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第三矩形金属块沿左右方向的长度不等于所述的第四矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第一矩形金属块、所述的第二矩形金属块、所述的第三矩形金属块和所述的第四矩形金属块之间围成第一矩形槽，所述的第二介质基板的上表面在所述的第一矩形槽处暴露出来，所述的第三矩形金属块上开设有第二矩形槽，所述的第二介质基板的上表面在所述的第二矩形槽处暴露出来，所述的第二矩形槽的右端面与所述的第三矩形金属块的右端面齐平，所述的第二矩形槽沿前后方向的长度小于所述的第三矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第二矩形槽沿左右方向的长度小于所述的第三矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第二矩形槽沿左右方向的对称线位于所述的第一矩形槽沿左右方向的对称线的前侧，所述的第四矩形金属块上开设有第三矩形槽，所述的第二介质基板的上表面在所述的第三矩形槽处暴露出来，所述的第三矩形槽的左端面与所述的第四矩形金属块的左端面齐平，所述的第三矩形槽沿前后方向的长度小于所述的第四矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第三矩形槽沿左右方向的长度小于所述的所述的第四矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第三矩形槽沿左右方向的对称线位于所述的第一矩形槽沿左右方向的对称线的后侧，所述的第三矩形槽沿前后方向的长度等于所述的第二矩形槽沿前后方向的长度，所述的第三矩形槽沿左右方向的长度等于所述的第二矩形槽沿左右方向的长度，所述的第二矩形金属块上开设有第四矩形槽和第五矩形槽，所述的第二介质基板的上表面在所述的第四矩形槽和所述的第五矩形槽处暴露出来，所述的第四矩形槽的前端面与所述的第二矩形金属块的前端面齐平，所述的第四矩形槽的后端面与所述的第二矩形金属块的后端面齐平，所述的第四矩形槽沿前后方向的对称线位于所述的第二矩形金属块沿前后方向的对称线的左侧，所述的第四矩形槽沿左右方向的长度小于所述的第二矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第四矩形槽的左端面位于所述的第二矩形金属块的左端面的右侧，所述的第五矩形槽位于所述的第四矩形槽的右侧，所述的第五矩形槽的左端面与所述的第四矩形槽的右端面连接且呈贴合状态，所述的第五矩形槽的右端面位于所述的第二矩形金属块的右端面的左侧，所述的第五矩形槽沿前后方向的长度小于所述的第四矩形槽沿前后方向的长度，所述的第五矩形槽沿左右方向的对称线与所述的第二矩形金属块沿左右方向的对称线重合，所述的辐射电路包括第七矩形金属块、第八矩形金属块和第九矩形金属块，所述的第七矩形金属块、所述的第八矩形金属块和所述的第九矩形金属块分别附着在所述的第二介质基板的上表面，所述的第七矩形金属块的后端面与所述的第二介质基板的后端面齐平，所述的第七矩形金属块的左端面位于所述的第四矩形槽的左端面的左侧，所述的第七矩形金属块的右端面位于所述的第四矩形槽的右端面的右侧，所述的第七矩形金属块的前端面位于所述的第四矩形槽的前端面的后侧，所述的第八矩形金属块的后端面与所述的第七矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第八矩形金属块的前端面位于所述的第一矩形槽的前端面的后侧以及所述的第二矩形槽的前端面所在平面的前侧，所述的第九矩形金属块位于所述的第八矩形金属块的右侧，所述的第九矩形金属块的前端面与所述的第八矩形金属块的前端面齐平，所述的第九矩形金属块的右端面与所述的第八矩形金属块的左端面连接且两者呈贴合状态，所述的第九矩形金属块的后端面位于所述的第二矩形槽的前端面所在平面的前侧，所述的第九矩形金属块的右端面位于所述的第五矩形槽的右端面的左侧，所述的第十矩形金属块位于所述的第八矩形金属块的右侧，所述的第十矩形金属块的左端面与所述的第四矩形槽的右端面齐平，所述的第十矩形金属块的后端面与所述的第二矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第十矩形金属块的前端面与所述的第三矩形槽的后端面位于同一平面，所述的第十矩形金属块的右端面位于所述的第九矩形金属块的右端面所在平面的左侧，所述的第七矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第八矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第八矩形金属块沿左右方向的长度等于所述的第九矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第八矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第十矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第十矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第五矩形槽沿前后方向的长度；所述的第七矩形金属块沿前后方向的对称线以及所述的第八矩形金属块沿前后方向的对称线均与所述的第四矩形槽沿前后方向的对称线重合；所述的第一介质基板的边沿处设置有缺口，所述的第三介质基板嵌入所述的缺口处与所述的缺口完全贴合，此时所述的第六矩形金属块与所述的金属接地层连接在一起，所述的第七矩形金属块与所述的AB类射频功率放大器的输出端口连接在一起。该结构中，CPW馈电的圆极化天线由第二介质基板、第三介质基板、接地板和辐射电路组成，其中，辐射电路采用CPW结构馈电，并通过在常规的第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块和第四矩形金属块构成的常规的接底板中增加纵向延伸的第十矩形金属块，并且嵌入一个水平方向延伸的第五矩形槽，天线的阻抗带宽被放大，同时，增加的第十矩形金属块和嵌入的第五矩形槽破坏了接地板表面的电流分布，从而实现了宽轴比带宽和圆极化辐射特性，其次，考虑到CPW结构的特殊性，首先在接地板增加第五矩形金属块，然后在第五矩形金属块打上一个合适的金属通孔，金属通孔穿过第三介质基板与第六矩形金属块相连，以达到共地要求，由此该CPW馈电的圆极化天线通过接地板结构，可以改善天线的阻抗带宽和轴比带宽，产生的圆极化辐射特性使之具有更高的天线辐射效率。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过将AB类射频功率放大器与CPW馈电的圆极化天线级联而成，AB类射频功率放大器包括输入电路、输入匹配及稳定网络、栅极滤波偏置电路、T型微带连接头Tee1、晶体管、漏极滤波偏置电路、T型微带连接头Tee2和第一电容，输入电路用于接入外部射频输入信号，并将外部射频输入信号输出至输入匹配及稳定网络，输入匹配及稳定网络用于将AB类射频功率放大器的源阻抗匹配至50Ω，保证晶体管在工作频段内能稳定工作，并用于将输出至其处的外部射频输入信号中的直流信号隔离后，得到第一个交流射频信号通过T型微带连接头Tee1输出至晶体管的栅极，栅极滤波偏置电路用于对输入其内的偏置电压VGS进行滤波处理，得到栅极偏置电压输出至晶体管的栅极，漏极滤波偏置电路用于对输入其内的偏置电压VDS进行滤波处理，得到漏极偏置电压通过T型微带连接头Tee2输出至晶体管的漏极，晶体管在栅极偏置电压和漏极偏置电压作用下正常工作，对输出至其处的第一个交流射频信号(功率较小)进行放大处理，得到第二个交流射频信号(功率较大)通过T型微带连接头Tee2输出至第一电容，第一电容对第二个交流射频信号中的直流信号隔离，得到最终放大后且无直流信号的交流射频信号输出至CPW馈电的圆极化天线，CPW馈电的圆极化天线将最终放大后的交流射频信号以能量的形式辐射出去，并表现出圆极化辐射特性。本发明中CPW馈电的圆极化天线除了具有圆极化辐射功能，而且其采用的CPW馈电方式，使其具有阻抗匹配功能，CPW馈电的圆极化天线的输入阻抗可以直接与AB类射频功率放大器的输出阻抗匹配，从而消除了AB类射频功率放大器的输出匹配网络，一定程度的减少了整体尺寸，避免了相应的插入损耗，从而间接提高AB类射频功率放大器整体的PAE和输出功率Pout，由此本发明兼具高增益和高功率附加效率，且具有较大的天线阻抗带宽、较高的天线辐射效率及圆极化辐射特性。
附图说明
图1为本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线的结构原理框图；
图2为本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线的AB类射频功率放大器的电路图；
图3为本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线的CPW馈电的圆极化天线的俯视图；
图4为本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线的AB类射频功率放大器与CPW馈电的圆极化天线的连接结构的俯视图；
图5本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线的AB类射频功率放大器与CPW馈电的圆极化天线的连接结构的底视图；
图6为本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线输出功率Pout随输入功率Pin变化的实测与仿真曲线图；
图7为本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线的PAE和输出功率Pout随频率(Frequency)变化的实测与仿真曲线图；
图8为本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线的仿真轴比图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：如图1所示，一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线，通过将AB类射频功率放大器与CPW馈电的圆极化天线无缝级联而成，AB类射频功率放大器包括输入电路1、输入匹配及稳定网络2、栅极滤波偏置电路3、T型微带连接头Tee1、晶体管T1、漏极滤波偏置电路4、T型微带连接头Tee2和第一电容C1，输入电路1用于接入外部射频输入信号，并将外部射频输入信号输出至输入匹配及稳定网络2，输入匹配及稳定网络2用于将AB类射频功率放大器的源阻抗匹配至50Ω，保证晶体管T1在工作频段内能稳定工作，并用于将输出至其处的外部射频输入信号中的直流信号隔离后，得到第一个交流射频信号通过T型微带连接头Tee1输出至晶体管T1的栅极，栅极滤波偏置电路3用于对输入其内的偏置电压VGS进行滤波处理，得到栅极偏置电压输出至晶体管T1的栅极，漏极滤波偏置电路4用于对输入其内的偏置电压VDS进行滤波处理，得到漏极偏置电压通过T型微带连接头Tee2输出至晶体管T1的漏极，晶体管T1在栅极偏置电压和漏极偏置电压作用下正常工作，对输出至其处的第一个交流射频信号进行放大处理，得到第二个交流射频信号通过T型微带连接头Tee2输出至第一电容C1，第一电容C1对第二个交流射频信号中的直流信号隔离，得到最终放大后的交流射频信号输出至CPW馈电的圆极化天线，CPW馈电的圆极化天线将最终放大后的交流射频信号以能量的形式辐射出去，并表现出圆极化辐射特性。
本实施例中，输入匹配及稳定网络2具有输入端和输出端，栅极滤波偏置电路3具有输入端和输出端，漏极滤波偏置电路4具有输入端和输出端，T型微带连接头Tee1和T型微带连接头Tee2均具有第一连接端、第二连接端和第三连接端，输入电路1具有输入端和输出端，输入电路1的输入端为AB类射频功率放大器的输入端口，输入电路1的输出端和输入匹配及稳定网络2的输入端连接，输入匹配及稳定网络2的输出端和T型微带连接头Tee1的第一连接端连接，T型微带连接头Tee1的第二连接端与晶体管T1的栅极连接，栅极滤波偏置电路3的输入端为AB类射频功率放大器的栅极偏置端，用于接入偏置电压VGS，栅极滤波偏置电路3的输出端与T型微带连接头Tee1的第三连接端连接，晶体管T1的源极接地，晶体管T1的漏极和T型微带连接头Tee2的第二连接端连接，T型微带连接头Tee2的第三输入端与漏极滤波偏置电路4的输出端连接，T型微带连接头Tee2的第一连接端与第一电容C1的一端相连，第一电容C1的另一端为AB类射频功率放大器的射频信号输出端，AB类射频功率放大器的射频信号输出端和CPW馈电的圆极化天线直接连接。
如图2所示，本实施例中，输入电路1包括第一微带线TL1，第一微带线TL1的一端为输入电路1的输入端，第一微带线TL1的另一端为输入电路1的输出端，第一微带线TL1的特性阻抗为50Ω。
如图2所示，本实施例中，输入匹配及稳定网络2采用阶跃阻抗低通滤波电路结构来实现，输入匹配及稳定网络2包括第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第五微带线TL5、第二微带线TL2、第三微带线TL3、第四微带线TL4和第六微带线TL6，第三电容C3的一端为输入匹配及稳定网络2的输入端，第三电容C3的另一端和第六微带线TL6的一端连接，第六微带线TL6的另一端和第五微带线TL5的一端连接，第五微带线TL5的另一端和第二微带线TL2的一端连接，第二微带线TL2的另一端和第三微带线TL3的一端连接，第三微带线TL3的另一端与第四微带线TL4的一端连接，第四微带线TL4的另一端、第一电阻R1的一端和第二电容C2的一端连接，第一电阻R1的另一端和第二电容C2的另一端连接且其连接端为输入匹配及稳定网络2的输出端。
如图2所示，本实施例中，栅极滤波偏置电路3包括第四电容C4、第七微带线TL7、第八微带线TL8、第九微带线TL9和第一90°弯折线Cur1，第四电容C4的一端和第七微带线TL7的一端连接且其连接端为栅极滤波偏置电路3的输入端，第四电容C4的另一端接地，第七微带线TL7的另一端和第九微带线TL9的一端连接，第九微带线TL9的另一端和第一90°弯折线Cur1的一端连接，第一90°弯折线Cur1的另一端和第八微带线TL8的一端连接，第八微带线TL8的另一端为栅极滤波偏置电路3的输出端，第八微带线TL8为四分之一波长线，漏极滤波偏置电路4包括第十微带线TL10、第十一微带线TL11、第十二微带线TL12、第二90°弯折线Cur2和第五电容C5，第五电容C5的一端和第十一微带线TL11的一端连接且其连接端为漏极滤波偏置电路4的输入端，第五电容C5的另一端接地，第十一微带线TL11的另一端和第十二微带线TL12的一端连接，第十二微带线TL12的另一端和第二90°弯折线Cur2的一端连接，第二90°弯折线Cur2的另一端和第十微带线TL10的一端连接，第十微带线TL10的另一端为漏极滤波偏置电路4的输出端，第十微带线TL10为四分之一波长线。
如图3、图4和图5所示，本实施例中，AB类射频功率放大器设置在第一介质基板5的上表面，第一介质基板5为矩形板，第一介质基板5的下表面被金属接地层6完全覆盖，AB类射频功率放大器的晶体管T1的源极通过与金属接地层6连接实现接地，CPW馈电的圆极化天线包括第二介质基板7、第三介质基板8、接地板和辐射电路，第二介质基板7和第三介质基板8均为矩形板，第三介质基板8的前端面与第二介质基板7的后端面连接且呈贴合状态，接地板包括第一矩形金属块9、第二矩形金属块10、第三矩形金属块11、第四矩形金属块12、第五矩形金属块13、第六矩形金属块14和第十矩形金属块23，第一矩形金属块9、第二矩形金属块10、第三矩形金属块11、第四矩形金属块12和第十矩形金属块23均附着在第二介质基板7的上表面，第五矩形金属块13附着在第三介质基板8的上表面且将第三介质基板8的上表面完全覆盖住，第六矩形金属块14附着在第三介质基板8的下表面且将第三介质基板8的下表面完全覆盖住，第三介质基板8上设置有金属化通孔81，金属化通孔81将第五矩形金属块13和第六矩形金属块14连接，第一矩形金属块9的前端面与第二介质基板7的前端面齐平，第一矩形金属块9的左端面与第二介质基板7的左端面齐平，第一矩形金属块9的右端面与第二介质基板7的右端面齐平，第二矩形金属块10的后端面与第二介质基板7的后端面齐平，第二矩形金属块10的左端面与第二介质基板7的左端面齐平，第二矩形金属块10的右端面与第二介质基板7的右端面齐平，第一矩形金属块9沿前后方向的长度不等于第二矩形金属块10沿前后方向的长度，第三矩形金属块11的前端面与第一矩形金属块9的后端面连接且两者呈贴合状态，第三矩形金属块11的左端面与第二介质基板7的左端面齐平，第三矩形金属块11的后端面与第二矩形金属块10的前端面连接且两者呈贴合状态，第四矩形金属块12的前端面与第一矩形金属块9的后端面连接且两者呈贴合状态，第四矩形金属块12的右端面与第二介质基板7的右端面齐平，第四矩形金属块12的后端面与第二矩形金属块10的前端面连接且两者呈贴合状态，第三矩形金属块11沿左右方向的长度不等于第四矩形金属块12沿左右方向的长度，第一矩形金属块9、第二矩形金属块10、第三矩形金属块11和第四矩形金属块12之间围成第一矩形槽15，第二介质基板7的上表面在第一矩形槽15处暴露出来，第三矩形金属块11上开设有第二矩形槽16，第二介质基板7的上表面在第二矩形槽16处暴露出来，第二矩形槽16的右端面与第三矩形金属块11的右端面齐平，第二矩形槽16沿前后方向的长度小于第三矩形金属块11沿前后方向的长度，第二矩形槽16沿左右方向的长度小于第三矩形金属块11沿左右方向的长度，第二矩形槽16沿左右方向的对称线位于第一矩形槽15沿左右方向的对称线的前侧，第四矩形金属块12上开设有第三矩形槽17，第二介质基板7的上表面在第三矩形槽17处暴露出来，第三矩形槽17的左端面与第四矩形金属块12的左端面齐平，第三矩形槽17沿前后方向的长度小于第四矩形金属块12沿前后方向的长度，第三矩形槽17沿左右方向的长度小于第四矩形金属块12沿左右方向的长度，第三矩形槽17沿左右方向的对称线位于第一矩形槽15沿左右方向的对称线的后侧，第三矩形槽17沿前后方向的长度等于第二矩形槽16沿前后方向的长度，第三矩形槽17沿左右方向的长度等于第二矩形槽16沿左右方向的长度，第二矩形金属块10上开设有第四矩形槽18和第五矩形槽19，第二介质基板7的上表面在第四矩形槽18和第五矩形槽19处暴露出来，第四矩形槽18的前端面与第二矩形金属块10的前端面齐平，第四矩形槽18的后端面与第二矩形金属块10的后端面齐平，第四矩形槽18沿前后方向的对称线位于第二矩形金属块10沿前后方向的对称线的左侧，第四矩形槽18沿左右方向的长度小于第二矩形金属块10沿左右方向的长度，第四矩形槽18的左端面位于第二矩形金属块10的左端面的右侧，第五矩形槽19位于第四矩形槽18的右侧，第五矩形槽19的左端面与第四矩形槽18的右端面连接且呈贴合状态，第五矩形槽19的右端面位于第二矩形金属块10的右端面的左侧，第五矩形槽19沿前后方向的长度小于第四矩形槽18沿前后方向的长度，第五矩形槽19沿左右方向的对称线与第二矩形金属块10沿左右方向的对称线重合，辐射电路包括第七矩形金属块20、第八矩形金属块21和第九矩形金属块22，第七矩形金属块20、第八矩形金属块21和第九矩形金属块22附着在第二介质基板7的上表面，第七矩形金属块20的后端面与第二介质基板7的后端面齐平，第七矩形金属块20的左端面位于第四矩形槽18的左端面的左侧，第七矩形金属块20的右端面位于第四矩形槽18的右端面的右侧，第七矩形金属块20的前端面位于第四矩形槽18的前端面的后侧，第八矩形金属块21的后端面与第七矩形金属块20的前端面连接且两者呈贴合状态，第八矩形金属块21的前端面位于第一矩形槽15的前端面的后侧以及第二矩形槽16的前端面所在平面的前侧，第九矩形金属块22位于第八矩形金属块21的右侧，第九矩形金属块22的前端面与第八矩形金属块21的前端面齐平，第九矩形金属块22的右端面与第八矩形金属块21的左端面连接且两者呈贴合状态，第九矩形金属块22的后端面位于第二矩形槽16的前端面所在平面的前侧，第九矩形金属块22的右端面位于第五矩形槽19的右端面的左侧，第十矩形金属块23位于第八矩形金属块21的右侧，第十矩形金属块23的左端面与第四矩形槽18的右端面齐平，第十矩形金属块23的后端面与第二矩形金属块10的前端面连接且两者呈贴合状态，第十矩形金属块23的前端面与第三矩形槽17的后端面位于同一平面，第十矩形金属块23的右端面位于第九矩形金属块22的右端面所在平面的左侧，第七矩形金属块20沿左右方向的长度大于第八矩形金属块21沿左右方向的长度，第八矩形金属块21沿左右方向的长度等于第九矩形金属块22沿前后方向的长度，第八矩形金属块21沿左右方向的长度大于第十矩形金属块23沿左右方向的长度，第十矩形金属块23沿左右方向的长度大于第五矩形槽19沿前后方向的长度；第七矩形金属块20沿前后方向的对称线以及第八矩形金属块21沿前后方向的对称线均与第四矩形槽18沿前后方向的对称线重合；第一介质基板5的边沿处设置有缺口，第三介质基板8嵌入缺口处与缺口完全贴合，此时第六矩形金属块14与金属接地层6连接在一起，第七矩形金属块20与AB类射频功率放大器的输出端口连接在一起。
本实施例中AB类射频功率放大器的晶体管T1选用CREE公司的GaN HEMT场效应晶体管CGH40010F，AB类射频功率放大器的中心频率为3.5GHz、有效工作带宽为200MHz，适用于5G，其漏极偏置电压为28V，栅极偏置电压为-2.8V，根据5G通信标准对该AB类射频功率放大器工作频段的要求，选取基波匹配电路的中心频率为3.5GHz。同时，为了实现AB类射频功率放大器与CPW馈电的圆极化天线的集成，第一介质基板、第二介质基板和第三介质基板两者都采用Rogers 4350B板材，其介电常数为εr＝3.66、厚度为h＝0.762mm。第一矩形金属块9、第二矩形金属块10、第三矩形金属块11、第四矩形金属块12、第五矩形金属块13、第六矩形金属块14、第七矩形金属块20、第八矩形金属块21、第九矩形金属块22和第十矩形金属块23的材料均为铜，且厚度均为35um。
在暗室远场条件下对本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线进行了整体性能测试，本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线输出功率Pout随输入功率Pin变化的实测与仿真曲线图如图6所示，本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线的PAE和输出功率Pout随频率(Frequency)变化的实测和仿真结果如图7所示，本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线的仿真轴比图如图8所示。图6中，虚线Pout和实线Pout分别表示AB类射频功率放大器实际测试输出功率和仿真输出功率；虚线PAE和实线PAE分别表示AB类射频功率放大器实际测试功率附加效率和仿真功率附加效率；图7中，虚线Pout和实线Pout分别表示AB类射频功率放大器实际测试输出功率和仿真输出功率；虚线PAE和实线PAE分别表示AB类射频功率放大器实际测试功率附加效率和仿真功率附加效率。图6和图7中，测试和仿真效果在坐标轴中分左右半轴显示，其中左半轴表示功率附加效率PAE，右半轴表示一体化的输出功率Pout，在图中用椭圆加箭头的方式进行指示说明。
从图6、图7和图8中可以看出：本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线的整体实测效果略逊与仿真结果，但大致变化趋势保持一致，在整个工作频带内(3.4-3.6GHz)，整体PAE为61.7-65.3％，输出功率在40.6-41.3dBm之间，整体增益高达18.8dB，且增益平坦度在±1dB以内；整体的AR<3，表明在整个工作频带内(3.4-3.6GHz)，本发明的有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线都呈现圆极化辐射特性，兼具高增益和高功率附加效率，且具有较大的天线阻抗带宽、较高的天线辐射效率。
Claims (6)
1.一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线，其特征在于通过将AB类射频功率放大器与CPW馈电的圆极化天线无缝级联而成，所述的AB类射频功率放大器包括输入电路、输入匹配及稳定网络、栅极滤波偏置电路、T型微带连接头Tee1、晶体管、漏极滤波偏置电路、T型微带连接头Tee2和第一电容，所述的输入电路用于接入外部射频输入信号，并将外部射频输入信号输出至所述的输入匹配及稳定网络，所述的输入匹配及稳定网络用于将所述的AB类射频功率放大器的源阻抗匹配至50Ω，保证所述的晶体管在工作频段内能稳定工作，并用于将输出至其处的外部射频输入信号中的直流信号隔离后，得到第一个交流射频信号通过所述的T型微带连接头Tee1输出至所述的晶体管的栅极，所述的栅极滤波偏置电路用于对输入其内的偏置电压VGS进行滤波处理，得到栅极偏置电压输出至所述的晶体管的栅极，所述的漏极滤波偏置电路用于对输入其内的偏置电压VDS进行滤波处理，得到漏极偏置电压通过所述的T型微带连接头Tee2输出至所述的晶体管的漏极，所述的晶体管在栅极偏置电压和漏极偏置电压作用下正常工作，对输出至其处的第一个交流射频信号进行放大处理，得到第二个交流射频信号通过所述的T型微带连接头Tee2输出至所述的第一电容，所述的第一电容对第二个交流射频信号中的直流信号隔离，得到最终放大后的交流射频信号输出至所述的CPW馈电的圆极化天线，所述的CPW馈电的圆极化天线将最终放大后的交流射频信号以能量的形式辐射出去，并表现出圆极化辐射特性。
2.根据权利要求1所述的一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线，其特征在于所述的输入匹配及稳定网络具有输入端和输出端，所述的栅极滤波偏置电路具有输入端和输出端，所述的漏极滤波偏置电路具有输入端和输出端，所述的T型微带连接头Tee1和所述的T型微带连接头Tee2均具有第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述的输入电路具有输入端和输出端，所述的输入电路的输入端为所述的AB类射频功率放大器的输入端口，所述的输入电路的输出端和所述的输入匹配及稳定网络的输入端连接，所述的输入匹配及稳定网络的输出端和所述的T型微带连接头Tee1的第一连接端连接，所述的T型微带连接头Tee1的第二连接端与所述的晶体管的栅极连接，所述的栅极滤波偏置电路的输入端为所述的AB类射频功率放大器的栅极偏置端，用于接入偏置电压VGS，所述的栅极滤波偏置电路的输出端与所述的T型微带连接头Tee1的第三连接端连接，所述的晶体管的源极接地，所述的晶体管的漏极和所述的T型微带连接头Tee2的第二连接端连接，所述的T型微带连接头Tee2的第三输入端与所述的漏极滤波偏置电路的输出端连接，所述的T型微带连接头Tee2的第一连接端与所述的第一电容的一端相连，所述的第一电容的另一端为所述的AB类射频功率放大器的射频信号输出端，所述的AB类射频功率放大器的射频信号输出端和所述的CPW馈电的圆极化天线直接连接。
3.根据权利要求2所述的一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线，其特征在于所述的输入电路包括第一微带线，所述的第一微带线的一端为所述的输入电路的输入端，所述的第一微带线的另一端为所述的输入电路的输出端，所述的第一微带线的特性阻抗为50Ω。
4.根据权利要求2所述的一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线，其特征在于所述的输入匹配及稳定网络采用阶跃阻抗低通滤波电路结构来实现，所述的输入匹配及稳定网络包括第二电容、第三电容、第一电阻、第五微带线、第二微带线、第三微带线、第四微带线和第六微带线，所述的第三电容的一端为所述的输入匹配及稳定网络的输入端，所述的第三电容的另一端和所述的第六微带线的一端连接，所述的第六微带线的另一端和所述的第五微带线的一端连接，所述的第五微带线的另一端和所述的第二微带线的一端连接，所述的第二微带线的另一端和所述的第三微带线的一端连接，第三微带线的另一端与所述的第四微带线的一端连接，所述的第四微带线的另一端、所述的第一电阻的一端和所述的第二电容的一端连接，所述的第一电阻的另一端和所述的第二电容的另一端连接且其连接端为所述的输入匹配及稳定网络的输出端。
5.根据权利要求2所述的一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线，其特征在于所述的栅极滤波偏置电路包括第四电容、第七微带线、第八微带线、第九微带线和第一90°弯折线，所述的第四电容的一端和所述的第七微带线的一端连接且其连接端为所述的栅极滤波偏置电路的输入端，所述的第四电容的另一端接地，所述的第七微带线的另一端和所述的第九微带线的一端连接，所述的第九微带线的另一端和所述的第一90°弯折线的一端连接，所述的第一90°弯折线的另一端和所述的第八微带线的一端连接，所述的第八微带线的另一端为所述的栅极滤波偏置电路的输出端，所述的第八微带线为四分之一波长线，所述的漏极滤波偏置电路包括第十微带线、第十一微带线、第十二微带线、第二90°弯折线和第五电容，所述的第五电容的一端和所述的第十一微带线的一端连接且其连接端为所述的漏极滤波偏置电路的输入端，所述的第五电容的另一端接地，所述的第十一微带线的另一端和所述的第十二微带线的一端连接，所述的第十二微带线的另一端和所述的第二90°弯折线的一端连接，所述的第二90°弯折线的另一端和所述的第十微带线的一端连接，所述的第十微带线的另一端为所述的漏极滤波偏置电路的输出端，所述的第十微带线为四分之一波长线。
6.根据权利要求2所述的一种有源集成的CPW馈电的宽带圆极化天线，其特征在于所述的AB类射频功率放大器设置在第一介质基板的上表面，所述的第一介质基板为矩形板，所述的第一介质基板的下表面被金属接地层完全覆盖，所述的AB类射频功率放大器的晶体管的源极通过与所述的金属接地层连接实现接地，所述的CPW馈电的圆极化天线包括第二介质基板、第三介质基板、接地板和辐射电路，所述的第二介质基板和所述的第三介质基板均为矩形板，所述的第三介质基板的前端面与所述的第二介质基板的后端面连接且呈贴合状态，所述的接地板包括第一矩形金属块、第二矩形金属块、第三矩形金属块、第四矩形金属块、第五矩形金属块、第六矩形金属块和第十矩形金属块，所述的第一矩形金属块、所述的第二矩形金属块、所述的第三矩形金属块、所述的第四矩形金属块和所述的第十矩形金属块均附着在所述的第二介质基板的上表面，所述的第五矩形金属块附着在所述的第三介质基板的上表面且将所述的第三介质基板的上表面完全覆盖住，所述的第六矩形金属块附着在所述的第三介质基板的下表面且将所述的第三介质基板的下表面完全覆盖住，所述的第三介质基板上设置有金属化通孔，所述的金属化通孔将所述的第五矩形金属块和所述的第六矩形金属块连接，所述的第一矩形金属块的前端面与所述的第二介质基板的前端面齐平，所述的第一矩形金属块的左端面与所述的第二介质基板的左端面齐平，所述的第一矩形金属块的右端面与所述的第二介质基板的右端面齐平，所述的第二矩形金属块的后端面与所述的第二介质基板的后端面齐平，所述的第二矩形金属块的左端面与所述的第二介质基板的左端面齐平，所述的第二矩形金属块的右端面与所述的第二介质基板的右端面齐平，所述的第一矩形金属块沿前后方向的长度不等于所述的第二矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第三矩形金属块的前端面与所述的第一矩形金属块的后端面连接且两者呈贴合状态，所述的第三矩形金属块的左端面与所述的第二介质基板的左端面齐平，所述的第三矩形金属块的后端面与所述的第二矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第四矩形金属块的前端面与所述的第一矩形金属块的后端面连接且两者呈贴合状态，所述的第四矩形金属块的右端面与所述的第二介质基板的右端面齐平，所述的第四矩形金属块的后端面与所述的第二矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第三矩形金属块沿左右方向的长度不等于所述的第四矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第一矩形金属块、所述的第二矩形金属块、所述的第三矩形金属块和所述的第四矩形金属块之间围成第一矩形槽，所述的第二介质基板的上表面在所述的第一矩形槽处暴露出来，所述的第三矩形金属块上开设有第二矩形槽，所述的第二介质基板的上表面在所述的第二矩形槽处暴露出来，所述的第二矩形槽的右端面与所述的第三矩形金属块的右端面齐平，所述的第二矩形槽沿前后方向的长度小于所述的第三矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第二矩形槽沿左右方向的长度小于所述的第三矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第二矩形槽沿左右方向的对称线位于所述的第一矩形槽沿左右方向的对称线的前侧，所述的第四矩形金属块上开设有第三矩形槽，所述的第二介质基板的上表面在所述的第三矩形槽处暴露出来，所述的第三矩形槽的左端面与所述的第四矩形金属块的左端面齐平，所述的第三矩形槽沿前后方向的长度小于所述的第四矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第三矩形槽沿左右方向的长度小于所述的所述的第四矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第三矩形槽沿左右方向的对称线位于所述的第一矩形槽沿左右方向的对称线的后侧，所述的第三矩形槽沿前后方向的长度等于所述的第二矩形槽沿前后方向的长度，所述的第三矩形槽沿左右方向的长度等于所述的第二矩形槽沿左右方向的长度，所述的第二矩形金属块上开设有第四矩形槽和第五矩形槽，所述的第二介质基板的上表面在所述的第四矩形槽和所述的第五矩形槽处暴露出来，所述的第四矩形槽的前端面与所述的第二矩形金属块的前端面齐平，所述的第四矩形槽的后端面与所述的第二矩形金属块的后端面齐平，所述的第四矩形槽沿前后方向的对称线位于所述的第二矩形金属块沿前后方向的对称线的左侧，所述的第四矩形槽沿左右方向的长度小于所述的第二矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第四矩形槽的左端面位于所述的第二矩形金属块的左端面的右侧，所述的第五矩形槽位于所述的第四矩形槽的右侧，所述的第五矩形槽的左端面与所述的第四矩形槽的右端面连接且呈贴合状态，所述的第五矩形槽的右端面位于所述的第二矩形金属块的右端面的左侧，所述的第五矩形槽沿前后方向的长度小于所述的第四矩形槽沿前后方向的长度，所述的第五矩形槽沿左右方向的对称线与所述的第二矩形金属块沿左右方向的对称线重合，所述的辐射电路包括第七矩形金属块、第八矩形金属块和第九矩形金属块，所述的第七矩形金属块、所述的第八矩形金属块和所述的第九矩形金属块分别附着在所述的第二介质基板的上表面，所述的第七矩形金属块的后端面与所述的第二介质基板的后端面齐平，所述的第七矩形金属块的左端面位于所述的第四矩形槽的左端面的左侧，所述的第七矩形金属块的右端面位于所述的第四矩形槽的右端面的右侧，所述的第七矩形金属块的前端面位于所述的第四矩形槽的前端面的后侧，所述的第八矩形金属块的后端面与所述的第七矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第八矩形金属块的前端面位于所述的第一矩形槽的前端面的后侧以及所述的第二矩形槽的前端面所在平面的前侧，所述的第九矩形金属块位于所述的第八矩形金属块的右侧，所述的第九矩形金属块的前端面与所述的第八矩形金属块的前端面齐平，所述的第九矩形金属块的右端面与所述的第八矩形金属块的左端面连接且两者呈贴合状态，所述的第九矩形金属块的后端面位于所述的第二矩形槽的前端面所在平面的前侧，所述的第九矩形金属块的右端面位于所述的第五矩形槽的右端面的左侧，所述的第十矩形金属块位于所述的第八矩形金属块的右侧，所述的第十矩形金属块的左端面与所述的第四矩形槽的右端面齐平，所述的第十矩形金属块的后端面与所述的第二矩形金属块的前端面连接且两者呈贴合状态，所述的第十矩形金属块的前端面与所述的第三矩形槽的后端面位于同一平面，所述的第十矩形金属块的右端面位于所述的第九矩形金属块的右端面所在平面的左侧，所述的第七矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第八矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第八矩形金属块沿左右方向的长度等于所述的第九矩形金属块沿前后方向的长度，所述的第八矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第十矩形金属块沿左右方向的长度，所述的第十矩形金属块沿左右方向的长度大于所述的第五矩形槽沿前后方向的长度；所述的第七矩形金属块沿前后方向的对称线以及所述的第八矩形金属块沿前后方向的对称线均与所述的第四矩形槽沿前后方向的对称线重合；所述的第一介质基板的边沿处设置有缺口，所述的第三介质基板嵌入所述的缺口处与所述的缺口完全贴合，此时所述的第六矩形金属块与所述的金属接地层连接在一起，所述的第七矩形金属块与所述的AB类射频功率放大器的输出端口连接在一起。
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