CN117254234B - 一种大功率波导转换装置、芯片及功放 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率波导转换装置、芯片及功放，属于功率合成技术领域。包括波导壳和波导端口，还包括上波导输入腔、下波导输入腔、第一波导腔、第二波导腔和波导同轴转换微带，其中，上波导输入腔、下波导输入腔以上下堆叠的方式设置在波导壳内，上波导输入腔、下波导输入腔位于波导壳的信号输入端均连通波导端口，波导同轴转换微带通过第一波导腔与上波导输入腔连接或通过第二波导腔与下波导输入腔连接，上波导输入腔、下波导输入腔、第一波导腔和第二波导腔形成拓扑架构。本发明采用波导输入腔上下堆叠，波导腔则处于同一水平面的方式，缩小分支高度，减少波导装置占用空间，具有消耗小，耐击穿场强高，功率容量大等特点。

Description

一种大功率波导转换装置、芯片及功放

技术领域

本发明属于功率合成技术领域，具体涉及一种大功率波导转换装置、芯片及功放。

背景技术

宽带功放模块是发射系统的关键组成部分，广泛应用于电磁兼容、有源相控阵雷达、雷达模拟器、电子对抗等领域。随着功放频段的宽带整合及兼容设计的需求日益剧增，复杂电磁系统、干扰与反干扰、对抗与反对抗的种种矛与盾，都催使着系统对功放宽带化、大功率、小型化的急迫需求。

传统微波大功率功放采用磁控管、行波管等电真空类器件，存在预热时间长、寿命短等使用缺陷，因此，以GaN为代表的第三代半导体工艺具备宽禁带、高击穿电压、高功率密度、并采用SiC衬底，具备高热传导性和耐高温性能，高可靠性，使得跨倍频程的宽带百瓦甚至千瓦级大功率固态功放研制成为了可能，并逐步取代电真空设备，日益广受射频行业应用。

但宽带固态功放芯片的输出功率不高，6～18GHz目前单片输出仅有10W～20W量级，且效率也仅有20%左右，若要大功率的宽带发射机则需采用合成方式实现，现有的合成方式通常采用功分合成器来实现，现有的功分合成器多采用多枝节变换的形式，在使用6～18GHz三倍频的功分合成器时，则需要增大合成器的体积，才能实现，无法满足射频模块固态小型化的需求。

发明内容

发明目的：提供一种大功率波导转换装置、芯片及功放，解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种大功率波导转换装置，包括波导壳和设于波导壳输入端的波导端口，还包括上波导输入腔、下波导输入腔、第一波导腔、第二波导腔和波导同轴转换微带，其中，所述上波导输入腔、下波导输入腔以上下堆叠的方式设置在波导壳内，上波导输入腔、下波导输入腔形成上下并行分支，所述上波导输入腔、下波导输入腔位于波导壳的信号输入端均连通波导端口，所述波导同轴转换微带通过第一波导腔与上波导输入腔连接或通过第二波导腔与下波导输入腔连接，所述波导同轴转换微带设置在波导壳的信号输出端，所述第一波导腔与第二波导腔处于同一水平面，所述上波导输入腔、下波导输入腔、第一波导腔和第二波导腔形成拓扑架构。

优选的，所述上波导输入腔的输出端为斜面输出端口，所述下波导输入腔靠近斜面输出端口处形成与斜面输出端口平行的公分斜面。

优选的，所述上波导与下波导输入腔的输入端面与第一波导腔、第二波导腔的输出端面均采用WRD500D36的端面。

优选的，所述第一波导腔与第二波导腔形成E面分支，所述第一波导腔与第二波导腔的内部高度相同，其高度范围为8.0-8.3mm。

优选的，所述上波导输入腔、下波导输入腔的高度范围为31-32mm。

优选的，所述第一波导腔包括：

第一矩形腔，位于上波导输入腔的左右两侧且其输入端连通上波导输入腔的输出端；

第一弧形波导腔，其输入端连通于第一矩形腔的输出端，其内侧内壁设有脊线形成波导脊，所述波导脊的宽度为5.10-5.19mm，高度为4.20-4.29mm，所述波导脊形成半径为5mm的圆弧；

第二矩形腔，连通于第一弧形波导腔的输出端。

优选的，所述第二波导腔包括：

第二弧形波导腔，位于下波导输入腔的左右两侧且其输入端连通于下波导输入腔；所述第二弧形波导腔的相交处形成功分处凸起，所述功分处凸起位于下波导输入腔的对立面；所述第二弧形波导腔内壁设有脊线形成波导脊，所述第二弧形波导腔内壁上设置的波导脊与第一弧形波导腔内壁设置的波导脊结构相同；

第三矩形腔，连接于第二弧形波导腔的输出端。

一种轻量化功率芯片，包括：芯片本体，其两端分别通信连接波导功分器、波导合成器，其中，波导功分器、波导合成器为上述所述的大功率波导转换装置，所述芯片本体上垂直设置有供电针，所述供电针用于给芯片本体的供电，所述芯片本体下方镶嵌有若干散热部，所述散热部用于给芯片本体散热，所述芯片本体下方剩余部分采用铝材料制成，所述散热部采用无氧铜材料制成，所述芯片本体、散热部之间采用扩散焊接工艺连接。

一种小型化超宽带功放，包括：

下壳体；

芯片，沿水平向安装于下壳体，所述芯片为上述所述的轻量化功率芯片；

射频输入口，设于下壳体的一端且通信连接芯片；

射频输出口，设于下壳体的另一端且通信连接芯片；

供电保护板，安装于下壳体，所述供电保护板用于对芯片防护且供电；

上壳体，可拆卸安装于下壳体上，所述上壳体与下壳体相互配合形成容纳腔，放置芯片与供电保护板。

有益效果：本发明涉及一种大功率波导转换装置、芯片及功放，采用双脊波导实现6～18GHz三倍频的宽带功分或合成，所述上波导与下波导输入腔的输入端面与第一波导腔、第二波导腔的输出端面均采用WRD500D36的端面，方便进行二次高效合成，上波导输入腔和下波导输入腔上下堆叠的方式形成上下并行分支，第一波导腔与上波导输入腔连通，第二波导腔与下波导输入腔连通实现工作带宽的功分，其中，第一波导腔与第二波导腔处于同一水平面的方式，上波导输入腔、下波导输入腔、第一波导腔和第二波导腔形成拓扑架构，不仅提高了宽带功分的功率，同时，该结构加工更为简单；

其次，由于第一波导腔与第二波导腔处于同一水平面的形式与上波导输入腔、下波导输入腔连通，缩小分支高度，减少波导装置占用空间，且采用空气介质波导结构，具有消耗小，耐击穿场强，功率容量大等特点。

附图说明

图1为本发明的导转换装置示意图；

图2为本发明的功放模块设计原理图；

图3为本发明的平均失效前时间与结温曲线关系；

图4为本发明的功放剖面视图。

图1至图4中附图标记为：1、波导壳；2、波导端口；3、下波导输入腔；4、第一波导腔；5、第二波导腔；6、波导同轴转换微带；7、芯片本体；9、供电针；10、下壳体；11、射频输入口；12、射频输出口；13、供电保护板；14、上壳体；41、第一矩形腔；42、第一弧形波导腔；43、第二矩形腔；51、第二弧形波导腔；52、第三矩形腔；53、功分处凸起。

具体实施方式

实施例1

如图1、图3和图4所示，一种大功率波导转换装置，包括波导壳1和波导端口2，其中，波导端口2设置在波导壳1信号的输入端，其中，所述波导壳1输入端开设有上波导输入腔和下波导输入腔3，所述上波导输入腔、下波导输入腔3以上下堆叠的方式设置在波导壳1内，所述上波导输入腔、下波导输入腔3分别与所述波导端口2连通，所述上波导输入腔的输入端为矩形腔，其输出端的端口为斜面输出端口，下波导输入腔3的输入端为矩形腔，所述上波导输入腔的输出端为斜面输出端口，所述下波导输入腔3靠近斜面输出端口处形成与斜面输出端口平行的公分斜面，通过公分处斜面的设计，使单脊波导到双脊波导的过渡，所述上波导输入腔左右两侧分别开设有第一波导腔4，所述第一波导腔4连通上波导输入腔，所述第一波导腔4与上波导输入腔形成Y型波导，所述第一波导腔4之间开设有两组第二波导腔5，所述上波导输入腔、下波导输入腔3、第一波导腔4和第二波导腔5形成拓扑架构，所述第一波导腔4与第二波导腔5处于同一水平面形成E面分支，其中，所述第一波导腔4与第二波导腔5内部高度相同，其高度范围为8.0-8.3mm，所述上波导输入腔、下波导输入腔3高度范围为31-32mm，所述上波导输入腔、下波导输入腔3的输入端面与第一波导腔4、第二波导腔5的输出端面均采用WRD500D36的端面，上波导输入腔、下波导输入腔3上下堆叠形成标准双脊波导H面分支，合成采用脊波导H面分支合成结构和脊波导阻抗变换的宽带四路波导合成器拓扑架构，相比于E面分支高度小，加工结构简单方便，缩小分支高度，减少波导装置占用空间，所述第二波导腔5与下波导输入腔3连通，且在第二波导腔5与下波导输入腔3的连接处设置功分处凸起53，在功分处斜面、功分处凸起53和第一波导腔4、第二波导腔5调配作用下，将两路信号功分为四路信号，所述第一波导腔4、第二波导腔5的输出端口上分别设有波导同轴转换微带6，所述波导同轴转换微带6沿第一波导腔4或第二波导腔5的输出端口向外部延伸，即波导同轴转换微带6与第一波导腔4、第二波导腔5处于平行状态，并沿其输出端口向外延展，在波导同轴转换微带6的配合下，完成电磁波信号的转换，本实施例中，WRD500D36工作频段可为4.2～18.4GHz，在6～18GHz带内驻波＜2，插损＜0.5dB，合成效率＞90%，如图1所示，形成四路波导结构，采用双脊波导的工作带宽展宽得益于其双脊的边缘电容效应，其主模TE10的截止频率比对应的矩形波导的TE10模低，TE20的截止频率却高于矩形波导的TE20高，故极大地将频段展宽。

在进一步实施例中，所述第一波导腔4包括第一矩形腔41、第一弧形波导腔42和第二矩形腔43，所述第一矩形腔41设置在上波导输入腔左右两侧，所述第一矩形腔41的输入端连通上波导输入腔的输出端，所述第一弧形波导腔42的输出端连通第二矩形腔43，所述第一弧形波导腔42的内部形成内侧、外侧两个内壁，所述第一弧形波导腔42的内侧的内壁设有脊线形成波导脊，本实施例中，所述波导脊的脊宽为5.18mm，其高度为4.21mm，形成半径为5mm的圆弧与第一矩形腔41了、第二矩形腔43连通，此种形式的波导脊工作频段为4.2～18.4GHz，所述第二矩形腔43相互对立设置，其中，所述第二矩形腔43相互远离的侧面突出于第一弧形波导腔42。

在进一步实施例中，所述第二波导腔5包括第二弧形波导腔51和第三矩形腔52，所述第二弧形波导腔51连通出形成功分处凸起53，所述功分处凸起53与下波导输入腔3对立设置，所述第二弧形波导腔51的内部形成内、外侧两个内壁，其中，第二弧形波导腔51内侧内壁上设置有脊线形成波导脊，此处形成的波导脊与第一弧形波导腔42的内侧波导脊采用了相同的结构，采用此种形式的波导脊形成边缘电容效应，其主模TE10的截止频率比对应的矩形波导的TE10模低，TE20的截止频率却高于矩形波导的TE20高，极大地将频段展宽，所述第三矩形腔52连接第二弧形波导腔51的输出端，所述第三矩形腔52相互对立设置，所述第三矩形腔52相互靠近的侧面突出于第二弧形波导腔51。

一种轻量化功率芯片，芯片本体7，其两端分别通信连接波导功分器、波导合成器，其中，波导功分器、波导合成器为上述所述的大功率波导转换装置，所述芯片本体7上垂直设置有供电针9，即供电针9沿纵向设置在芯片本体7上，大功率波导转换装置的波导腔内壁高度在8.0-8.3mm范围内，供电针9采用垂直互联工艺，即功率芯片的供电通过供电针9引导上方，通过供电针9给芯片本体7供电，充分利用了高度尺寸，缩小占用空间，达到了集成小型化的要求，所述芯片本体7下方镶嵌有若干散热部，所述散热部用于给芯片本体7散热，所述芯片本体7下方剩余部分采用铝材料制成，本实施例中，采用6060铝材料，所述散热部采用无氧铜材料制成，其中，无氧铜与铝采用扩散焊接工艺连接，由于铝材6061质量密度是2.75g/cm³，导热系数是155W/（m•K），无氧铜的密度是8.92g/cm，导热系数：400W/（m•K），芯片本体7下方局部镶嵌无氧铜，无氧铜的填充量依据散热能力，整体重量而定，本实施例中，无氧铜的占比为5%，铝的占比为95%，在满足芯片本体7的散热条件下，无氧铜的尺寸越小越好，通过缩小无氧铜的尺寸，来满足整体重量的要求，通过对功率芯片进行仿真测试，仿真结果芯片本体7下方温度为93.1℃，得到芯片的结温为93.1℃+65W×1.5℃/W=190.6℃，远小于芯片的225℃可靠结温，如图3所示，其平均失效前时间（MTTF）≧1×107h，故在结构在满足散热下，采用铝嵌铜工艺将重量由1.65kg变成0.75kg，重量大为降低。

如图4所示，一种小型化超宽带功放，包括下壳体10、芯片、射频输入口11、射频输出口12、供电保护板13、下壳体10和上壳体14，所述芯片为上述所述的轻量化功率芯片，所述芯片沿横向水平安装在下壳体10，所述射频输入口11设置在下壳体10的一端，所述射频输入口11通信连接芯片，所述射频输出口12设置在下壳体10的另一端，所述射频输出口12通信连接芯片，所述供电保护板13安装在下壳体10中，所述供电保护板13位在芯片的上方，所述上壳体14放置在供电保护板13上，所述上壳体14与下壳体10连接，所述供电保护板13用于对芯片防护保护，本实施例中，所述供电保护板13放置在功率芯片上方形成的容纳腔内，而传统的供电保护板13通常放置在长宽方向加长空间内，这种放置方式，不仅增加了整体的体积，同时也增加了整体的重量，而本实施例中，采用轻量化功率芯片，由于供电针9垂直安装在功率芯片上，故功率芯片上方形成预定空间的容纳腔，即可将供电保护板13放置在该容纳腔内，充分利用了高度尺寸，减少将近2/5的体积，达到了集成小型化的要求，并进一步做到了减重处理，得到双重优势，综合考虑合成结构、散热、供电方面后，本实施例6～18GHz 40W最终结构（长×宽×高）为150mm×78mm×32mm。

实施例2

如图1所示，一种大功率波导转换装置，包括波导壳1和波导端口2，其中，波导端口2设置在波导壳1信号的输入端，其中，所述波导壳1输入端开设有上波导输入腔和下波导输入腔3，所述上波导输入腔、下波导输入腔3以上下堆叠的方式设置在波导壳1内，所述上波导输入腔、下波导输入腔3分别与所述波导端口2波导端口2连通，所述上波导输入腔的输入端为矩形腔，其输出端的端口为斜面输出端口，下波导输入腔3的输入端为矩形腔，所述上波导输入腔的输出端为斜面输出端口，所述下波导输入腔3靠近斜面输出端口处形成与斜面输出端口平行的公分斜面，通过公分处斜面的设计，使单脊波导到双脊波导的过渡，所述上波导输入腔左右两侧分别开设有第一波导腔4，所述第一波导腔4连通上波导输入腔，所述第一波导腔4与上波导输入腔形成Y型波导，所述第一波导腔4之间开设有两组第二波导腔5，所述上波导输入腔、下波导输入腔3、第一波导腔4和第二波导腔5形成拓扑架构，所述第一波导腔4与第二波导腔5处于同一水平面形成E面分支，其中，所述第一波导腔4与第二波导腔5内部高度相同，其高度范围为8.0-8.3mm，所述上波导输入腔、下波导输入腔3高度范围为31-32mm，所述上波导输入腔、下波导输入腔3的输入端面与第一波导腔4、第二波导腔5的输出端面均采用WRD500D36的端面，上波导输入腔、下波导输入腔3上下堆叠形成标准双脊波导H面分支，合成采用脊波导H面分支合成结构和脊波导阻抗变换的宽带四路波导合成器拓扑架构，相比于E面分支高度小，加工结构简单方便，缩小分支高度，减少波导装置占用空间，所述第二波导腔5与下波导输入腔3连通，且在第二波导腔5与下波导输入腔3的连接处设置功分处凸起53，在功分处斜面、功分处凸起53和第一波导腔4、第二波导腔5调配作用下，将两路信号功分为四路信号，所述第一波导腔4、第二波导腔5的输出端口上分别设有波导同轴转换微带6，所述波导同轴转换微带6沿第一波导腔4或第二波导腔5的输出端口向外部延伸，即波导同轴转换微带6与第一波导腔4、第二波导腔5处于平行状态，并沿其输出端口向外延展，在波导同轴转换微带6的配合下，完成电磁波信号的转换，本实施例中，WRD500D36工作频段可为4.2～18.4GHz，在6～18GHz带内驻波＜2，插损＜0.5dB，合成效率＞90%，如图1所示，形成四路波导结构，采用双脊波导的工作带宽展宽得益于其双脊的边缘电容效应，其主模TE10的截止频率比对应的矩形波导的TE10模低，TE20的截止频率却高于矩形波导的TE20高，故极大地将频段展宽。

在进一步实施例中，所述第一波导腔4包括第一矩形腔41、第一弧形波导腔42和第二矩形腔43，所述第一矩形腔41设置在上波导输入腔左右两侧，所述第一矩形腔41的输入端连通上波导输入腔的输出端，所述第一弧形波导腔42的输出端连通第二矩形腔，所述第一弧形波导腔42的内部形成内侧、外侧两个内壁，所述第一弧形波导腔42的内侧的内壁设有脊线形成波导脊，本实施例中，所述波导脊的脊宽为5.18mm，其高度为4.21mm，形成半径为5mm的圆弧与第一矩形腔41了、第二矩形腔43连通，此种形式的波导脊工作频段为4.2～18.4GHz，所述第二矩形腔43相互对立设置，其中，所述第二矩形腔43相互远离的侧面突出于第一弧形波导腔42。

在进一步实施例中，所述第二波导腔5包括第二弧形波导腔51和第三矩形腔52，所述第二弧形波导腔51连通出形成功分处凸起53，所述功分处凸起53与下波导输入腔3对立设置，所述第二弧形波导腔51的内部形成内、外侧两个内壁，其中，第二弧形波导腔51内侧内壁上设置有脊线形成波导脊，此处形成的波导脊与第一弧形波导腔42的内侧波导脊采用了相同的结构，采用此种形式的波导脊形成边缘电容效应，其主模TE10的截止频率比对应的矩形波导的TE10模低，TE20的截止频率却高于矩形波导的TE20高，极大地将频段展宽，所述第三矩形腔52连接第二弧形波导腔51的输出端，所述第三矩形腔52相互对立设置，所述第三矩形腔52相互靠近的侧面突出于第二弧形波导腔51。

一种轻量化功率芯片，芯片本体7，其两端分别通信连接波导功分器、波导合成器，其中，波导功分器、波导合成器为上述所述的大功率波导转换装置，所述芯片本体7上垂直设置有供电针9，即供电针9沿纵向设置在芯片本体7上，大功率波导转换装置的波导腔内壁高度在8.0-8.3mm范围内，供电针9采用垂直互联工艺，即功率芯片的供电通过供电针9引导上方，通过供电针9给芯片本体7供电，充分利用了高度尺寸，缩小占用空间，达到了集成小型化的要求，所述芯片本体7下方镶嵌有若干散热部，所述散热部用于给芯片本体7散热，所述芯片本体7下方剩余部分采用铝材料制成，本实施例中，采用6060铝材料，所述散热部采用无氧铜材料制成，其中，无氧铜与铝采用扩散焊接工艺连接，由于铝材6061质量密度是2.75g/cm³，导热系数是155W/（m•K），无氧铜的密度是8.92g/cm，导热系数：400W/（m•K），芯片本体7下方局部镶嵌无氧铜，无氧铜的填充量依据散热能力，整体重量而定，本实施例中，无氧铜的占比为5%，铝的占比为95%，在满足芯片本体7的散热条件下，无氧铜的尺寸越小越好，通过缩小无氧铜的尺寸，来满足整体重量的要求，通过对功率芯片进行仿真测试，仿真结果芯片本体7下方温度为93.1℃，得到芯片的结温为93.1℃+65W×1.5℃/W=190.6℃，远小于芯片的225℃可靠结温，如图3所示，其平均失效前时间（MTTF）≧1×107h，故在结构在满足散热下，采用铝嵌铜工艺将重量由1.65kg变成0.75kg，重量大为降低。

如图4所示，一种小型化超宽带功放，包括下壳体10、芯片、射频输入口11、射频输出口12、供电保护板13、下壳体10和上壳体14，所述芯片为上述所述的轻量化功率芯片，所述芯片沿横向水平安装在下壳体10，所述射频输入口11设置在下壳体10的一端，所述射频输入口11通信连接芯片，所述射频输出口12设置在下壳体10的另一端，所述射频输出口12通信连接芯片，如图2所示，功放的每个模块均集成负压时序保护、电压、电流、温度的检测保护，而传统的功放一般在系统搭建时，采用共用一个控制保护板，而采用此种系统时，在使用时，会在共用的控馈板上进行检测及上报保护动作，从而带来响应不及时，相对于传统功放而言，采用本实施例中的此种功放搭建方式，即使出现误操作或异常，每个模块均可独立进行保护上报，且响应时间在us级别，为单个功放模块或合成时大批量模块使用时，搭建了健康工作管理的良好生态基础，所述供电保护板13安装在下壳体10中，所述上壳体14放置在供电保护板13上，所述上壳体14与下壳体10连接，所述供电保护板13位于芯片的上方，所述供电保护板13用于对芯片防护保护，本实施例中，所述供电保护板13放置在功率芯片上方形成的容纳腔内，而传统的供电保护板13通常放置在长宽方向加长空间内，这种放置方式，不仅增加了整体的体积，同时也增加了整体的重量，而本实施例中，采用轻量化功率芯片，由于供电针9垂直安装在功率芯片上，故功率芯片上方形成预定空间的容纳腔，即可将供电保护板13放置在该容纳腔内，充分利用了高度尺寸，减少将近2/5的体积，达到了集成小型化的要求，并进一步做到了减重处理，得到双重优势，综合考虑合成结构、散热、供电方面后，本实施例6～18GHz 40W最终结构（长×宽×高）为150mm×78mm×32mm，充分利用了高度尺寸，高密度布局，具备体积小型化优点。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种大功率波导转换装置，包括波导壳（1）和设于波导壳（1）输入端的波导端口（2），其特征在于，还包括上波导输入腔、下波导输入腔（3）、第一波导腔（4）、第二波导腔（5）和波导同轴转换微带（6），其中，所述上波导输入腔、下波导输入腔（3）以上下堆叠的方式设置在波导壳（1）内，上波导输入腔、下波导输入腔（3）形成上下并行分支，所述上波导输入腔、下波导输入腔（3）位于波导壳（1）的信号输入端均连通波导端口（2），所述上波导输入腔的输出端为斜面输出端口，所述下波导输入腔（3）靠近斜面输出端口处形成与斜面输出端口平行的公分斜面，所述波导同轴转换微带（6）通过第一波导腔（4）与上波导输入腔连接或通过第二波导腔（5）与下波导输入腔（3）连接，所述波导同轴转换微带（6）设置在波导壳（1）的信号输出端，所述第一波导腔（4）与第二波导腔（5）处于同一水平面，所述上波导输入腔、下波导输入腔（3）、第一波导腔（4）和第二波导腔（5）形成拓扑架构。

2.根据权利要求1所述的一种大功率波导转换装置，其特征在于，所述上波导与下波导输入腔（3）的输入端面与第一波导腔（4）、第二波导腔（5）的输出端面均采用WRD500D36的端面。

3.根据权利要求1所述的一种大功率波导转换装置，其特征在于，所述第一波导腔（4）与第二波导腔（5）形成E面分支，所述第一波导腔（4）与第二波导腔（5）的内部高度相同，其高度范围为8.0-8.3mm。

4.根据权利要求1所述的一种大功率波导转换装置，其特征在于，所述上波导输入腔、下波导输入腔（3）的高度范围为31-32mm。

5.根据权利要求1所述的一种大功率波导转换装置，其特征在于，所述第一波导腔（4）包括：

第一矩形腔（41），位于上波导输入腔的左右两侧且其输入端连通上波导输入腔的输出端；

第一弧形波导腔（42），其输入端连通于第一矩形腔（41）的输出端，其内侧内壁设有脊线形成波导脊，所述波导脊的宽度为5.10-5.19mm，高度为4.20-4.29mm，所述波导脊形成半径为5mm的圆弧；

第二矩形腔（43），连通于第一弧形波导腔（42）的输出端。

6.根据权利要求5所述的一种大功率波导转换装置，其特征在于，所述第二波导腔（5）包括：

第二弧形波导腔（51），位于下波导输入腔（3）的左右两侧且其输入端连通于下波导输入腔（3）；所述第二弧形波导腔（51）的相交处形成功分处凸起（53），所述功分处凸起（53）位于下波导输入腔（3）的对立面；所述第二弧形波导腔（51）内壁设有脊线形成波导脊，所述第二弧形波导腔（51）内壁上设置的波导脊与第一弧形波导腔（42）内壁设置的波导脊结构相同；

第三矩形腔（52），连接于第二弧形波导腔（51）的输出端。

7.一种轻量化功率芯片，其特征在于，包括：芯片本体（7），其两端分别通信连接波导功分器、波导合成器，其中，波导功分器、波导合成器为权利要求1-6任意一项所述的大功率波导转换装置，所述芯片本体（7）上垂直设置有供电针（9），所述供电针（9）用于给芯片本体（7）的供电，所述芯片本体（7）下方镶嵌有若干散热部，所述散热部用于给芯片本体（7）散热，所述芯片本体（7）下方剩余部分采用铝材料制成，所述散热部采用无氧铜材料制成，所述芯片本体（7）、散热部之间采用扩散焊接工艺连接。

8.一种小型化超宽带功放，其特征在于，包括：

下壳体（10）；

芯片，沿水平向安装于下壳体（10），所述芯片为权利要求7所述的轻量化功率芯片；

射频输入口（11），设于下壳体（10）的一端且通信连接芯片；

射频输出口（12），设于下壳体（10）的另一端且通信连接芯片；

供电保护板（13），安装于下壳体（10），所述供电保护板（13）用于对芯片防护且供电；

上壳体（14），可拆卸安装于下壳体（10）上，所述上壳体（14）与下壳体（10）相互配合形成容纳腔，放置芯片与供电保护板（13）。