CN115865014A

CN115865014A - 一种集成化限幅场放及其制备方法

Info

Publication number: CN115865014A
Application number: CN202310060833.6A
Authority: CN
Inventors: 王韧; 孙一鸣; 唐涛
Original assignee: Sichuan SIP Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Sichuan SIP Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2023-01-17
Filing date: 2023-01-17
Publication date: 2023-03-28
Anticipated expiration: 2043-01-17
Also published as: CN115865014B

Abstract

本发明提供一种集成化限幅场放及其制备方法，涉及通信技术领域，集成化限幅场放布局于多层厚薄膜电路中，包括两路依次连接的限幅电路、放大电路、匹配网络；限幅电路、匹配网络分别与第一lange电桥和第二lange电桥的端口连接；相邻两层之间设有陶瓷介质板，每层之间通过金属过孔连接；其中两路限幅电路及放大电路均布局于同一层，两路匹配网络布局于限幅电路下方的一层上，第一lange电桥位于最上一层，第二lange电桥位于最下一层。制备方法包括步骤：准备陶瓷基板；排布电路；每层之间设置一层陶瓷介质板；烧结。采用多层线路板对lange电桥和限幅电路、放大电路、匹配网络进行布置，实现限幅场放的小型化和集成化。

Description

一种集成化限幅场放及其制备方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其与一种集成化限幅场放及其制备方法相关。

背景技术

微波宽带限幅放大器广泛应用于雷达接收系统中，是十分重要的微波放大部件，接收系统接收的微波信号有很宽的动态范围，由于输入信号的动态范围比较大，线性电路很难处理这样宽动态范围的微波信号，给后级电路的信号处理带来很大的困难。而微波限幅放大器就可以在信号处理中把很宽动态范围内的微波输入信号放大和压缩为很小动态范围的微波输出信号，减小了输入信号的波动对输出信号的影响，方便后级电路对接收信号的处理，利于提取有用的信息。

传统的限幅低场放大电路实现主要有以下方法：1、采用二极管限幅器和低噪声放大器级联，其中的二极管一般为 PIN 二极管或者肖特基二极管；2、采用双极晶体管或MOS管放大器，将它们激励至饱和状态来提供限幅功能；3、采用 MOS管，控制MOS管的栅极电压，使低噪声放大器保持在线性范围。

然而，以上方法主要基于单层微波板，通过多级电路级联结构实现限幅场放功能，无法实现小型化、集成化等要求。

发明内容

针对上述相关现有技术的不足，本申请提供一种集成化限幅场放及其制备方法，采用多层线路板对lange电桥和限幅电路、放大电路、匹配网络进行布置，实现限幅场放的小型化和集成化。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术：

一种集成化限幅场放，包括两路依次连接的限幅电路、放大电路、匹配网络。

限幅电路、匹配网络均分别与第一lange电桥和第二lange电桥的端口连接；所述限幅场放布局于多层厚薄膜电路中，相邻两层之间均设有陶瓷介质板，且每层的基板均为陶瓷基板，每层之间通过预埋于陶瓷介质板中的金属过孔连接；其中两路限幅电路及放大电路均布局于同一层，两路匹配网络布局于限幅电路下方的一层上，与限幅电路连接的第一lange电桥位于最上一层，与匹配网络连接的第二lange电桥位于最下一层。

进一步地，第一lange电桥均包括上下布置且分别分布于两层陶瓷基板上的第一金属覆铜层和第二金属覆铜层，第一金属覆铜层两端分别设有第一端口和第二端口，第二金属覆铜层两端分别设有第三端口和第四端口，两层陶瓷基板上设有依次连接的电感、外部控制电路接口、电容，每层陶瓷基板上的电感分别与相应层上的第一金属覆铜层和第二金属覆铜层连接，电容与金属过孔连接。

进一步地，第一端口为信号输入端，第二端口及第四端口为信号输出端，用于输出dB信号，第三端口为信号隔离端口。

进一步地，两个限幅电路一端分别设有作为输入端口的第五端口和第六端口，两个放大电路一端均分别设有作为输出端口的第七端口和第八端口，第五端口和第六端口分别与第二端口和第四端口通过金属过孔连接。

进一步地，两个匹配网络的一端均分别设有作为输入端口的第九端口和第十端口，另一端分别设有作为输出端口的第十一端口和第十二端口，第九端口和第十端口分别与第七端口和第八端口通过金属过孔连接。

进一步地，第二lange电桥上下布置且分别分布于两层陶瓷基板上的第三金属覆铜层和第四金属覆铜层，第三金属覆铜层两端分别设有第十三端口和第十四端口，第四金属覆铜层两端分别设有第十五端口和第十六端口，两层陶瓷基板上也设有依次连接的电感、外部控制电路接口、电容，每层陶瓷基板上的电感分别与相应层上的第三金属覆铜层和第四金属覆铜层连接，电容与金属过孔连接。

进一步地，第十三端口和第十五端口为信号输入端口，且分别与第十一端口和第十二端口通过金属过孔连接，第十四端口为射频信号隔离端口，第十六端口为整体电路射频信号输出端口。

进一步地，在第一lange电桥和第二lange电桥的下方均设有接地板，且均采用金属过孔的方式接地，其中位于上方的接地板位于第一lange电桥与限幅电路的两层之间，位于下方的接地板位于最底层。

一种集成化限幅场放的制备方法，包括步骤：

准备四块空白陶瓷基板，在每块陶瓷基板上均通过薄膜丝网漏印的方法在表面排布金属覆铜层、电感、外部控制电路接口、电容等元器件；

将两路限幅电路、放大电路、匹配网络均采用薄膜真空沉积的方法排布于陶瓷基板上，其中限幅电路与放大电路位于同一层，且两者相互连接，而匹配网络位于另一层；

在陶瓷基板上加工出金属过孔。

本发明有益效果在于：

1、采用分层布置的方法将限幅电路、放大电路、匹配网络和lange电桥进行排布，每个部件均位于不同的层上，然后在烧结在一起，从而实现限幅场放的小型化和集成化，并且对于电阻、电感和电容等元器件连接采用厚膜丝网漏印方法进行排布，射频传输线等就采用薄膜真空沉淀方法进行排布，进一步提高电路的集成度和小型化；

2、整体限幅放大电路的信号输入端放置于顶层，整体限幅放大电路的信号输入端放置于最底层，实现良好隔离。

附图说明

本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。

图1为本申请实施例的电路结构示意图。

图2为本申请实施例的分层电路示意图。

图3为本申请实施例的第一lange电桥结构示意图。

图4为本申请实施例的第二lange电桥结构示意图。

附图标记说明：11—限幅电路、12—放大电路、13—匹配网络、21—第一金属覆铜层、22—第二金属覆铜层、23—电感、24—外部控制电路接口、25—电容、26—第三金属覆铜层、27—第四金属覆铜层、301—第一端口、302—第二端口、303—第三端口、304—第四端口、305—第五端口、306—第六端口、307—第七端口、308—第八端口、309—第九端口、310—第十端口、311—第十一端口、312—第十二端口、313—第十三端口、314—第十四端口、315—第十五端口、316—第十六端口、4—接地板、51—第一层、52—第二层、53—第三层、54—第四层、55—第五层、56—第六层、57—第七层、58—第八层、6—陶瓷介质板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1~图4所示，本申请实施例提供一种集成化限幅场放，包括两路依次连接的限幅电路11、放大电路12、匹配网络13。

限幅电路11、匹配网络13均分别与第一lange电桥和第二lange电桥的端口连接；所述限幅场放布局于多层厚薄膜电路中，相邻两层之间均设有陶瓷介质板6，且每层的基板均为陶瓷基板，每层之间通过预埋于陶瓷介质板6中的金属过孔连接；其中两路限幅电路11及放大电路12均布局于同一层，两路匹配网络13布局于限幅电路11下方的一层上，与限幅电路11连接的第一lange电桥位于最上一层，与匹配网络13连接的第二lange电桥位于最下一层。

具体地，在第一lange电桥和第二lange电桥的下方均设有接地板4，且均采用金属过孔的方式接地，其中位于上方的接地板4处于第一lange电桥与限幅电路11的两层之间，位于下方的接地板4处于最底层。

如图2所示，本实例以8层厚薄膜电路结构为例，自上而下依次包括第一层51、第二层52、第三层53、第四层54、第五层55、第六层56、第七层57、第八层58，每层都采用陶瓷基板作为基板，并且相邻两层之间设有一层陶瓷介质板6，相邻各层之间通过埋设于陶瓷介质板6中的金属过孔连接。

如图3所示，在第一层51设置第一金属覆铜层21，并设置依次连接的电感23、外部控制电路接口24、电容25，电容25与金属过孔连接，电感23与第一金属覆铜层21连接，第一金属覆铜层21两端分别设置第一端口301和第二端口302，第一端口301为信号输入端口，第二端口302为信号输出端口，用于输出3dB信号。

如图3所示，在第二层52设置第二金属覆铜层22，并设置依次连接的电感23、外部控制电路接口24、电容25，电容25与金属过孔连接，电感23与第二金属覆铜层22连接，第二金属覆铜层22两端分别设置第三端口303和第四端口304，第三端口303为信号隔离端口，第四端口304为信号输出端口，用于输出3dB信号，第一层51和第二层52组成第一lange电桥。

第三层53为接地板，用于第一层51和第二层52进行背面接地，并采用金属过孔的方式进行接地。

在第四层54设置两路限幅电路11和放大电路12的串联电路，在两个限幅电路的一端分别设置第五端口305和第六端口306，作为输入端口，在两个放大电路12的一端设置第七端口307和第八端口308，作为输出端口，第五端口305和第六端口306分别与第二端口302和第四端口304通过金属过孔连接。

在第五层55设置两路匹配电路13，用于抑制信号在限幅器的输出端口和放大电路的输入端口之间来回的反射，进一步降低限幅场放电路的整体的噪声系数，两个匹配电路13的一端均分别设有作为输入端口的第九端口309和第十端口310，另一端分别设有作为输出端口的第十一端口311和第十二端口312，第九端口309和第十端口310分别与第七端口307和第八端口308通过金属过孔连接。

如图4所示，在第六层56设置第三金属覆铜层26，并设置依次连接的电感23、外部控制电路接口24、电容25，电容25与金属过孔连接，电感23与第三金属覆铜层26连接，第三金属覆铜层26两端分别设有第十三端口313和第十四端口314，第十三端口313为信号输入端口，第十四端口314为信号隔离端口，第十三端口313通过金属过孔的方式与第十一端口311连接。

如图4所示，在第七层57设置第四金属覆铜层27，并设置依次连接的电感23、外部控制电路接口24、电容25，电容25与金属过孔连接，电感23与第四金属覆铜层27连接，第四金属覆铜层27两端分别设置第十五端口315和第十六端口316，第十五端口315为信号输入端口，第十六端口316为信号输出端口，用于输出3dB信号，第十五端口315通过金属过孔的方式与第十二端口312连接，第六层56和第七层57组成第二lange电桥。

第八层58为接地板，用于第六层56和第七层57进行背面接地，并采用金属过孔的方式进行接地。

一种集成化限幅场放的制备方法，用于获得前文实施例所述的集成化限幅场放，包括步骤：

S1、准备四块空白陶瓷基板，采用厚膜丝网漏印的方法在其中两块排布第一lange电桥，另两块排布第二lange电桥，排布的顺序及结构如前文实施例所述；

S2、准备两块空白陶瓷基板，将两路限幅电路11、放大电路12、匹配网络13均采用薄膜真空沉积的方法排布于陶瓷基板上，其中限幅电路11与放大电路12位于同一层，且两者相互连接，而匹配网络13位于另一层；

S3、在每层之间设置一层陶瓷介质板6，并在陶瓷基板和陶瓷介质板6上加工出金属过孔，按照如上所述的结构进行排布；

S4、将陶瓷基板及陶瓷介质板6烧结在一起。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种集成化限幅场放，所述限幅场放包括两路依次连接的限幅电路（11）、放大电路（12）、匹配网络（13），限幅电路（11）、匹配网络（13）均分别与第一lange电桥和第二lange电桥的端口连接；

其特征在于，所述限幅场放布局于多层厚薄膜电路中，相邻两层之间均设有陶瓷介质板（6），且每层的基板均为陶瓷基板，每层之间通过预埋于陶瓷介质板（6）中的金属过孔连接；

其中两路限幅电路（11）及放大电路（12）均布局于同一层，两路匹配网络（13）布局于限幅电路（11）下方的一层上，与限幅电路（11）连接的第一lange电桥位于最上一层，与匹配网络（13）连接的第二lange电桥位于最下一层。

2.根据权利要求1所述的集成化限幅场放，其特征在于，第一lange电桥均包括上下布置且分别分布于两层陶瓷基板上的第一金属覆铜层（21）和第二金属覆铜层（22），第一金属覆铜层（21）两端分别设有第一端口（301）和第二端口（302），第二金属覆铜层（22）两端分别设有第三端口（303）和第四端口（304），两层陶瓷基板上设有依次连接的电感（23）、外部控制电路接口（24）、电容（25），每层陶瓷基板上的电感（23）分别与相应层上的第一金属覆铜层（21）和第二金属覆铜层（22）连接，电容（25）与金属过孔连接。

3.根据权利要求2所述的集成化限幅场放，其特征在于，第一端口（301）为信号输入端，第二端口（302）及第四端口（304）为信号输出端，用于输出3dB信号，第三端口（303）为信号隔离端口。

4.根据权利要求3所述的集成化限幅场放，其特征在于，两个限幅电路（11）一端分别设有作为输入端口的第五端口（305）和第六端口（306），两个放大电路（12）一端均分别设有作为输出端口的第七端口（307）和第八端口（308），第五端口（305）和第六端口（306）分别与第二端口（302）和第四端口（304）通过金属过孔连接。

5.根据权利要求4所述的集成化限幅场放，其特征在于，两个匹配网络（13）的一端均分别设有作为输入端口的第九端口（309）和第十端口（310），另一端分别设有作为输出端口的第十一端口（311）和第十二端口（312），第九端口（309）和第十端口（310）分别与第七端口（307）和第八端口（308）通过金属过孔连接。

6.根据权利要求5所述的集成化限幅场放，其特征在于，第二lange电桥包括上下布置且分别分布于两层陶瓷基板上的第三金属覆铜层（26）和第四金属覆铜层（27），第三金属覆铜层（26）两端分别设有第十三端口（313）和第十四端口（314），第四金属覆铜层（27）两端分别设有第十五端口（315）和第十六端口（316），两层陶瓷基板上也设有依次连接的电感（23）、外部控制电路接口（24）、电容（25），每层陶瓷基板上的电感（23）分别与相应层上的第三金属覆铜层（26）和第四金属覆铜层（27）连接，电容（25）与金属过孔连接。

7.根据权利要求6所述的集成化限幅场放，其特征在于，第十三端口（313）和第十五端口（315）为信号输入端口，且分别与第十一端口（311）和第十二端口（312）通过金属过孔连接，第十四端口（314）为射频信号隔离端口，第十六端口（316）为整体电路射频信号输出端口。

8.根据权利要求1~6中任意一项所述的集成化限幅场放，其特征在于，在第一lange电桥和第二lange电桥的下方均设有接地板（4），且均采用金属过孔的方式接地，其中位于上方的接地板（4）处于第一lange电桥与限幅电路（11）的两层之间，位于下方的接地板（4）处于最底层。

9.一种集成化限幅场放的制备方法，所述限幅场放包括两路依次连接的限幅电路（11）、放大电路（12）、匹配网络（13），限幅电路（11）、匹配网络（13）均分别与第一lange电桥和第二lange电桥的端口连接，其特征在于，包括步骤：

准备四块空白陶瓷基板，采用厚膜丝网漏印的方法在其中两块排布第一lange电桥，另两块排布第二lange电桥；

准备两块空白陶瓷基板，将两路限幅电路（11）、放大电路（12）、匹配网络（13）均采用薄膜真空沉积的方法排布于陶瓷基板上，其中限幅电路（11）与放大电路（12）位于同一层，且两者相互连接，而匹配网络（13）位于另一层；

在每层之间设置一层陶瓷介质板（6），并在陶瓷基板和陶瓷介质板（6）上加工出金属过孔；

将陶瓷基板及陶瓷介质板（6）烧结在一起。