CN203057081U - Q波段毫米波功率放大器 - Google Patents
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Abstract
一种Q波段毫米波功率放大器，包括驱动模块、驱动控制模块、功率分配器、功放模块和功率合成器；所述功放模块和功率合成器在同一屏蔽盒内；屏蔽盒内腔的截面形状为圆形，在屏蔽盒的内腔内装有金属圆盘；金属圆盘上开有多个沟槽作为波导，沟槽的数量与功放模块的数量相同；各个沟槽的长度方向与金属圆盘的半径方向相同，且它们关于金属圆盘的圆形成轴对称；每个沟槽内放置一个功放模块，功放模块的微波输出端朝向金属圆盘的圆心方向，功放模块的微波输入端背向金属圆盘的圆心方向；输出波导口位于金属圆盘的圆心位置；屏蔽盒上的与功放模块输入端位置对应处开波导口，功放模块的微波输入端通过波导与该波导口连接。本实用新型是合成效率较传统技术效率大大提高。
Description
技术领域
本实用新型属于毫米波卫星通信技术领域，具体涉及的是Q波段毫米波功率放大器。
背景技术
毫米波卫星通信系统中毫米波功率放大器是其的重要组成部分。该通信系统因为设计的通信距离比较远，一般要求毫米波发射功率很高，而毫米波频段的输出功率很难有大的提升，采用的径向波导功率合成技术，正是为了解决这个矛盾。为后面卫星通信的市场普及和应用提供了基础保障。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有产品的不足与弊端，提供一种技术比较优异的Q波段毫米波功率放大器，其结构新颖，装配调试简单，能有效地满足毫米波卫星系统的要求。本技术方案具体如下：
一种Q波段毫米波功率放大器，包括驱动模块、驱动控制模块、功率分配器、功放模块和功率合成器；
所述驱动模块的微波输入端连接输入波导口，驱动模块的微波输出端连接功率分配器的微波输入端；所述功放模块的有多个，每个功放模块的微波输入端对应连接功率分配器的一个微波输出端；各个功放模块的微波输出端连接功率合成器的一个微波输入端；功率合成器的微波输出端连接输出波导口；驱动控制模块的控制输出端连接驱动模块的控制输入端；
所述功放模块和功率合成器在同一屏蔽盒内；所述屏蔽盒内腔的截面形状为圆形，在屏蔽盒的内腔内装有金属圆盘；金属圆盘上开有多个沟槽作为波导，沟槽的数量与功放模块的数量相同；各个沟槽的长度方向与金属圆盘的半径方向相同，且它们关于金属圆盘的圆形成轴对称；每个沟槽内放置一个功放模块，功放模块的微波输出端朝向金属圆盘的圆心方向，功放模块的微波输入端背向金属圆盘的圆心方向；所述输出波导口位于金属圆盘的圆心位置；屏蔽盒上的与功放模块输入端位置对应处开波导口，功放模块的微波输入端通过波导与该波导口连接；
所述金属圆盘以及金属圆盘上的沟槽构成功率合成器，功率合成器构成功率合成网络；
所述功放模块为毫米波功放模块。
所述沟槽有32个，功放模块有32个，金属圆盘的直径为480mm。
所述功放模块是以砷化镓材料的裸芯片为基础，且裸芯片为采用共晶工艺的产品。
本技术方案的原理说明如下：
本实用新型以Q波段毫米波功率放大器的最终输出功率50dBm为设计目标，采用32个功放模块将功率合成到52dBm后输出。主要电路组成有前级驱动及控制、32路径向功率分配网络、后级功放模块、以及32路径向功率合成网络。采用径向合成技术的目的是考虑到该频段高功率放大器工作效率低，组件需要良好散热的要求。
组件内部的功放模块主要采用砷化镓MMIC，采用金丝键合及共晶焊接工艺实现大功率MMIC工作时良好的散热，大大提高了稳定性和可靠性。
本实用新型的主要特点是整个组件结构特别，采用径向功率合成技术，合成效率与传统技术相比，效率大大提高，解决了在Q波段实现了输出功率难以做高的技术难题，这也是本实用新型的最大优势。
附图说明
图1为实施例中本实用新型的结构示意简图；
图2为实施例中本实用新型的原理框图。
毫米波功放模块1、功放模块的微波输入端对应波导口2、功率合成器3、波导-同轴转换器4、屏蔽盒5、金属圆盘6。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本技术方案进一步说明如下：
一种Q波段毫米波功率放大器，包括驱动模块、驱动控制模块、功率分配器、功放模块和功率合成器；所述驱动模块的微波输入端连接输入波导口，驱动模块的微波输出端连接功率分配器的微波输入端；所述功放模块的有多个，每个功放模块的微波输入端对应连接功率分配器的一个微波输出端；各个功放模块的微波输出端连接功率合成器的一个微波输入端；功率合成器的微波输出端连接输出波导口；驱动控制模块的控制输出端连接驱动模块的控制输入端。
所述功放模块和功率合成器在同一屏蔽盒内；所述屏蔽盒内腔的截面形状为圆形，在屏蔽盒的内腔内装有金属圆盘；金属圆盘上开有多个沟槽作为波导，沟槽的数量与功放模块的数量相同；各个沟槽的长度方向与金属圆盘的半径方向相同，且它们关于金属圆盘的圆形成轴对称；每个沟槽内放置一个功放模块，功放模块的微波输出端朝向金属圆盘的圆心方向，功放模块的微波输入端背向金属圆盘的圆心方向；所述输出波导口位于金属圆盘的圆心位置；屏蔽盒上的与功放模块输入端位置对应处开波导口，功放模块的微波输入端通过波导与该波导口连接；所述金属圆盘以及金属圆盘上的沟槽构成功率合成器，功率合成器构成功率合成网络；所述功放模块为毫米波功放模块。
所述沟槽有32个，功放模块有32个，金属圆盘的直径为480mm。
所述功放模块是以砷化镓材料的裸芯片为基础，且裸芯片为采用共晶工艺的产品。
参考图1和2，本实用新型的工程实现为：
一种Q波段毫米波功率放大器，包括屏蔽盒5、功率合成器3、波导-同轴转换器4、毫米波放大器芯片。盒体上有32个功放模块的微波输入端对应波导口，组成高功率输出。以Q波段毫米波功率放大器的最终输出功率50dBm为设计目标，采用32个毫米波功放模块1将功率合成到52dBm后输出。
微波电路包括前级驱动及控制、32路径向功率分配网络、后级的毫米波功放模块1、以及32路径向功率合成网络。采用径向合成技术的目的是考虑到该频段高功率放大器工作效率低，组件需要良好散热的要求。
组件内部的毫米波功放模块1主要采用砷化镓MMIC，采用金丝键合及共晶焊接工艺实现大功率MMIC工作时良好的散热，大大提高了稳定性和可靠性。
本实用新型的主要特点是整个组件结构特别，采用径向功率合成技术，合成效率与传统技术相比，效率大大提高，解决了在Q波段实现了输出功率难以做高的技术难题。
Q波段毫米波功率放大器，所述的组件内部集成32路功率合成与分配网络2，结构复杂。与毫米波功放模块1组成一个整体，实现高的输出功率。功分（功率分配）与合成网络采用高隔离度的单个波导功分/合成器组成。性能优异，可加工性能好，各路一致性高。
毫米波电路是以砷化镓材料的裸芯片为基础，该毫米波放大电路性能优良。其驱动级毫米波放大器和后级的毫米波功放模块1中的裸芯片均采用共晶工艺，增强了产品的稳定性。毫米波功放模块1采用了32个子模块组成一个阵列，安排在直径为480mm的金属圆盘6上，排列方式为圆盘的径向方向，以圆周的形式设计整个结构，形式新颖。整个网络的形式是径向功率合成，它所形成的基底结构比较大，毫米波功放模块1易于散热。采用径向功率合成技术，克服传统电路的不足之处，解决目前该类产品的设计难点。合成效率与传统技术相比，效率大大提升。下面是由系统的需求而设计的Q波段毫米波功率放大器技术指标：
(1)、工作温度：-40℃～+55℃
(2)、存储温度：-55℃～+70℃
(3)、工作频率：Q波段
(4)、输出功率：P-1dB≥100W
(5)、线性增益：≥66dB
(6)、输入接口：2.92mm-K
(7)、输出接口：WR-28。
Claims (3)
1.一种Q波段毫米波功率放大器，包括驱动模块、驱动控制模块、功率分配器、功放模块和功率合成器；
所述驱动模块的微波输入端连接输入波导口，驱动模块的微波输出端连接功率分配器的微波输入端；所述功放模块的有多个，每个功放模块的微波输入端对应连接功率分配器的一个微波输出端；各个功放模块的微波输出端连接功率合成器的一个微波输入端；功率合成器的微波输出端连接输出波导口；驱动控制模块的控制输出端连接驱动模块的控制输入端；
其特征是所述功放模块和功率合成器在同一屏蔽盒内；所述屏蔽盒内腔的截面形状为圆形，在屏蔽盒的内腔内装有金属圆盘；金属圆盘上开有多个沟槽作为波导，沟槽的数量与功放模块的数量相同；各个沟槽的长度方向与金属圆盘的半径方向相同，且它们关于金属圆盘的圆形成轴对称；每个沟槽内放置一个功放模块，功放模块的微波输出端朝向金属圆盘的圆心方向，功放模块的微波输入端背向金属圆盘的圆心方向；所述输出波导口位于金属圆盘的圆心位置；屏蔽盒上的与功放模块输入端位置对应处开波导口，功放模块的微波输入端通过波导与该波导口连接；
所述金属圆盘以及金属圆盘上的沟槽构成功率合成器，功率合成器构成功率合成网络；
所述功放模块为毫米波功放模块。
2.根据权利要求1所述的Q波段毫米波功率放大器，其特征是所述沟槽有32个，功放模块有32个，金属圆盘的直径为480mm。
3.根据权利要求1或2所述的Q波段毫米波功率放大器，其特征是所述功放模块是以砷化镓材料的裸芯片为基础，且裸芯片为采用共晶工艺的产品。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109801907A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-24 | 电子科技大学 | 一种用于毫米波芯片封装的类共面波导金丝键合互连结构 |
| CN115978403A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-04-18 | 南京才华科技集团有限公司 | 一种毫米波接力机安装架 |
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2012
- 2012-12-31 CN CN 201220744754 patent/CN203057081U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
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| CN115978403A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-04-18 | 南京才华科技集团有限公司 | 一种毫米波接力机安装架 |
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