CN204168250U - 一种ltcc功率放大模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LTCC功率放大模块，包括：初级放大电路，包括依次连接的第一驱动放大器、LTCC带通滤波器、第二驱动放大器和第三驱动放大器，其中，第一驱动放大器的输入端接收外部输入信号；隔离器，其输入端与第三驱动放大器的输出端连接；末级放大器，其输入端与所述隔离器的输出端连接，输出端向外部输出信号；偏置电路，其与第一驱动放大器、第二驱动放大器、第三驱动放大器和末级放大器分别连接以提供偏置电压。本实用新型结构紧凑新颖，可实现脉冲功率的高功率放大功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率放大器领域，具体地说，涉及一种LTCC功率放大模块。
背景技术
微波功率放大器作为现代无线通信系统中的最为重要的器件之一，其性能的好坏对整个系统的通信质量有着至关重要的影响。随着无线通信技术的高速发展，对微波功率放大器的性能要求也越来越高。通常需要功率放大器模块功率大、体积小。
传统的功率放大器模块一般采用普通印制板作为基板，放大管采用外匹配放大管，级间采用隔直电容，最终设计出的功率放大器模块体积很大，很难满足机载设备小型化的要求。
低温共烧陶瓷(LTCC，Low Temperature Co-fired Ceramic)技术根据预先设计的结构，将电极材料、基板、电子器件等一次烧成，是一种用于实现高集成度、高性能的电子封装技术。因其在微波毫米波频段表现出的优异性能，已经成为微波毫米波高密度集成技术研究发展的主要热点之一。
LTCC技术以厚膜技术和多层陶瓷技术为基础，交替印刷导体层和介质层，共烧形成多层布线基板。LTCC采用高导电率金属，如金、银或铜。因而具有良好的高频特性。但是，现有技术中基于LTCC的功放模块主要为小功率功放模块。
因此，亟需一种提供高功率放大功能的小型化功率放大模块。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于现有技术中基于LTCC的功放模块的功率放大功能较小的缺陷。
本实用新型提供一种LTCC功率放大模块，包括：
初级放大电路，包括依次连接的第一驱动放大器、LTCC带通滤波器、第二驱动放大器和第三驱动放大器，其中，第一驱动放大器的输入端接收外部输入信号；
隔离器，其输入端与第三驱动放大器的输出端连接；
末级放大器，其输入端与所述隔离器的输出端连接，输出端向外部输出信号；
偏置电路，其与第一驱动放大器、第二驱动放大器、第三驱动放大器和末级放大器分别连接以提供偏置电压。
在一个实施例中，所述第一驱动放大器、第二驱动放大器、第三驱动放大器、隔离器、末级放大器和偏置电路均安装在LTCC带通滤波器的基板上。
在一个实施例中，所述第一驱动放大器的输出端通过第一垂直互联线连接至LTCC带通滤波器的输入端，所述LTCC带通滤波器的输出端通过第二垂直互联线连接至第二驱动放大器的输入端。
在一个实施例中，所述LTCC带通滤波器内埋的滤波元件为梳状线或交指线结构。
在一个实施例中，所述LTCC带通滤波器为四阶带通滤波器。
在一个实施例中，所述末级放大器为具有内匹配功能的GaN功率放大器。
在一个实施例中，所述第三驱动放大器和末级放大器为GaN功率放大器。
本实用新型的有益效果在于，利用LTCC垂直互连和无源器件的内埋特性，结合宽禁带高增益GaN高功率功放管，提供一种航管用高功率放大器模块。在模块中宽带驱动放大器之间内埋带通滤波器，可以防止无用信号被多级放大。其结构紧凑新颖，可实现脉冲功率200W(43dB增益)的高功率放大功能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：
图1是根据本实用新型实施例的LTCC功率放大模块的结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例的LTCC功率放大模块的实施方式示意图；
图3是根据本实用新型实施例的LTCC带通滤波器的频谱响应曲线图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本实用新型作进一步地详细说明。
图1为本实施例的LTCC功率放大模块的结构示意图。LTCC功率放大模块包括初级放大电路11、隔离器12、末级放大器13和偏置电路14。
其中，初级放大电路11包括依次连接的第一驱动放大器111、LTCC带通滤波器112、第二驱动放大器113和第三驱动放大器114。其中，第一驱动放大器111的输入端接收外部输入信号。
利用低温共烧陶瓷LTCC技术将无源器件进行内埋置形成LTCC带通滤波器112。第一驱动放大器111、第二驱动放大器113、第三驱动放大器114、隔离器12、末级放大器13和偏置电路14均安装在LTCC带通滤波器的基板上。通过堆叠设置可以减小LTCC功率放大模块的整体体积。
具体来说，第一驱动放大器111的输出端通过第一垂直互联线连接至LTCC带通滤波器112的输入端，LTCC带通滤波器112的输出端通过第二垂直互联线连接至第二驱动放大器113的输入端。
需要说明的是，本实施例中LTCC带通滤波器在LTCC基板内部集成了无源滤波元件，优选的，采用梳状线或交指线结构设置的滤波元件。
可抑制有用信号以外的低频信号和高频信号，并可根据实际带外抑制指标确定LTCC带通滤波器的阶数，能够防止无用信号被多级放大，改善放大器模块的频谱输出。
隔离器12的输入端与第三驱动放大器114的输出端连接。末级放大器13的输入端与隔离器12的输出端连接，末级放大器13的输出端向外部输出信号。隔离器12可以减小初级放大电路11和末级放大器13之间的相互影响，从而降低模块调试量。
优选的，末级放大器13采用具有内匹配功能的GaN功率放大器，不需要外部匹配电路，进而可以进一步减小放大模块的整体体积。并且，利用宽禁带高增益GaN高功率功放管，可以提高增益。
偏置电路14与第一驱动放大器111、第二驱动放大器113、第三驱动放大器114和末级放大器13分别连接，以提供偏置电压。
需要说明的是，通过第一驱动放大器111、第二驱动放大器113、第三驱动放大器114和末级放大器13的配合使用，本实施例中的LTCC基板不必限定于一种介电常数的材料，具有优良微波电性能的LTCC材料均可作为基板材料。本实施例适用于高频率高速度的数据通信电路。
图2为本实用新型实施例的LTCC功率放大模块的实施方式示意图。图2中的第一、第二和第三驱动放大器分别采用型号为HMC478、AH102和RFHA1006的放大器元件，其中，RFHA1006为GaN功率放大器。末级大器采用型号为RFHA1025的放大器元件，其为具有内匹配功能的GaN功率放大器，增益约为17dB，饱和功率输出为54.5dBm，其特点是高功率、高效率、高增益，并且不需要外围匹配电路。
图2中LTCC带通滤波器为四阶带通滤波器，通带范围为900GHz至1225GHz，其增益曲线S21和回波损耗曲线S11如图3所示。图3中采样点m1至m5的采样数值如表1所示。
表1
| 样点 | 频率(GHz) | 增益(dB) |
| m1 | 1.0600 | -31.9532 |
| m2 | 1.0000 | -0.4727 |
| m3 | 1.2000 | -0.4255 |
| m4 | 1.7000 | -21.8411 |
| m5 | 0.6006 | -32.5051 |
可以看出，在900GHz至1225GHz频段内，LTCC带通滤波器能实现平坦的滤波，对频带外部的频率实现较好的抑制。同时，在通频带内的回波损耗较低。图2所示的LTCC功率放大模块可以实现43dB增益，饱和输出脉冲功率大于200W，主要应用于航管系统中。
综上所述，本实用新型利用LTCC无源元件内埋技术，在不影响其他驱动放大器工作性能的前提下，将其他驱动放大器、隔离器和偏置电路堆叠设置在LTCC基板上，能够大幅度减小整体体积。LTCC带通滤波器可以根据带外抑制指标灵活设定阶数，抑制有用信号以外的低频信号和高频信号。同时，末级放大器采用内匹配的GaN基功率放大器，具备优良的功率放大性能。
虽然本实用新型所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种LTCC功率放大模块，其特征在于，包括：
初级放大电路，其包括依次连接的第一驱动放大器、LTCC带通滤波器、第二驱动放大器和第三驱动放大器，其中，第一驱动放大器的输入端接收外部输入信号；
隔离器，其输入端与第三驱动放大器的输出端连接；
末级放大器，其输入端与所述隔离器的输出端连接，输出端向外部输出信号；
偏置电路，其与第一驱动放大器、第二驱动放大器、第三驱动放大器和末级放大器分别连接以提供偏置电压。
2.根据权利要求1所述的LTCC功率放大模块，其特征在于，所述第一驱动放大器、第二驱动放大器、第三驱动放大器、隔离器、末级放大器和偏置电路均安装在LTCC带通滤波器的基板上。
3.根据权利要求2所述的LTCC功率放大模块，其特征在于，所述第一驱动放大器的输出端通过第一垂直互联线连接至LTCC带通滤波器的输入端，所述LTCC带通滤波器的输出端通过第二垂直互联线连接至第二驱动放大器的输入端。
4.根据权利要求2所述的LTCC功率放大模块，其特征在于，所述LTCC带通滤波器内埋的滤波元件为梳状线或交指线结构。
5.根据权利要求4所述的LTCC功率放大模块，其特征在于，所述LTCC带通滤波器为四阶带通滤波器。
6.根据权利要求2所述的LTCC功率放大模块，其特征在于，所述末级放大器为具有内匹配功能的GaN功率放大器。
7.根据权利要求2所述的LTCC功率放大模块，其特征在于，所述第三驱动放大器和末级放大器为GaN功率放大器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420654299.8U CN204168250U (zh) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 一种ltcc功率放大模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201420654299.8U CN204168250U (zh) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 一种ltcc功率放大模块 |
Publications (1)
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| CN204168250U true CN204168250U (zh) | 2015-02-18 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN204168250U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111510074A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 苏州远创达科技有限公司 | 一种高视频带宽的射频功率放大器 |
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2014
- 2014-11-04 CN CN201420654299.8U patent/CN204168250U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111510074A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 苏州远创达科技有限公司 | 一种高视频带宽的射频功率放大器 |
| CN111510074B (zh) * | 2019-01-31 | 2023-06-23 | 苏州远创达科技有限公司 | 一种高视频带宽的射频功率放大器 |
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