CN206524816U - 一种用于2～6GHz频段的功率放大器 - Google Patents

一种用于2～6GHz频段的功率放大器 Download PDF

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蔡钟斌
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Sichuan long Defense Technology Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型一种用于2～6GHz频段的功率放大器，包括顺次信号连接的均衡器、驱动功率模块、功分器、末级功放模块及合成器组成，所述驱动功率模块和末级功放模块均连接有DC‑DC电源模块；所述末级功放模块共设置有两个，两个末级功放模块并联在功分器和合成器之间；所述两个末级功放模块输出端之间还串联有一对稳压二极管，两个稳压二极管的正极相连，负极分别连接两个末级功放模块输出端。本实用新型结构简单，可对输入信号进行可靠放大，减少失真率，可实现高达50W功率的输出，实现在2～6GHz频段内大功率、高增益的信号放大需求，同时该结构安全可靠，能稳定安全的长久使用。

Description

一种用于2～6GHz频段的功率放大器
技术领域
本实用新型涉及功率放大器，属于电子机械领域，更具体地说，本实用新型涉及一种用于2～6GHz频段的功率放大器。
背景技术
微波毫米波功放目前已经广泛的应用于空间电子、雷达、卫星、公路交通、民航系统、电子对抗、通信系统等多种尖端科技中，是目前研究的热点领域。微波毫米波固态功放目前广泛采用采用GaN或GaAs器件MMIC(毫米波单片集成电路)功率合成技术实现，具有体积小、效率高、易集成、使用方便等优点。
目前已有研究的应用于2—6GHz中的部分频段的固态功放的输出功率都在mW或者W量级。目前同时具有工作在C波段和S波段的宽带固态功率放大器的研究较少，难以实现宽频带、高功率输出。
实用新型内容
基于以上技术问题，本实用新型提供了一种用于2～6GHz频段的功率放大器，从而解决了以往2～6GHz频段内对于大功率、高增益实现难的技术问题。
为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于2～6GHz频段的功率放大器，包括顺次信号连接的均衡器、驱动功率模块、功分器、末级功放模块及合成器组成，所述驱动功率模块和末级功放模块均连接有DC-DC电源模块；
所述末级功放模块共设置有两个，两个末级功放模块并联在功分器和合成器之间；
所述两个末级功放模块输出端之间还串联有一对稳压二极管，两个稳压二极管的正极相连，负极分别连接两个末级功放模块输出端。
优选的，所述驱动功率模块由两个功放MMIC芯片级联而成。
优选的，所述两个功放MMIC芯片分别采用型号为WID010040-P20和WFD020060-P32的MMIC芯片，所述型号为WID010040-P20的MMIC芯片输入端与均衡器输出端连接，所述型号为WFD020060-P32的MMIC芯片的输出端连接功分器输入端。
优选的，所述功分器和合成器均采用相同参数的3dB平衡电桥。
优选的，所述末级功放模块采用功放MMIC。
优选的，所述均衡器是基于微带传输线陷波结构的微波增益均衡器。
与现有技术相比，本实用新型的有效效果是：本实用新型结构简单，可对输入信号进行可靠放大，减少失真率，可实现高达50W功率的输出，实现在2～6GHz频段内大功率、高增益的信号放大需求，同时该结构安全可靠，能稳定安全的长久使用。
附图说明
图1为本实用新型微波功率放大器链路图；
图2为本实用新型驱动功率模块电路示意图；
图3为本实用新型实施例3dB电桥实现功率分配与合成原理图；
图4为本实用新型实施例DC-DC电源模块系统连接图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
如图1所示，一种用于2～6GHz频段的功率放大器，包括顺次信号连接的均衡器、驱动功率模块、功分器、末级功放模块及合成器组成，所述驱动功率模块和末级功放模块均连接有DC-DC电源模块；
所述末级功放模块共设置有两个，两个末级功放模块并联在功分器和合成器之间；
所述两个末级功放模块输出端之间还串联有一对稳压二极管，两个稳压二极管的正极相连，负极分别连接两个末级功放模块输出端。
本实施例中，DC-DC电源模块用于给末级功放模块和驱动功率模块提供稳定工作电压，具有过压、欠压保护功能；均衡器置于功分器前端，用于在射频前端输入小信号的均衡，优化输出信号平坦度；驱动功率模块是功分器前端功率放大器，具有小信号输入、高增益的特性；功分器与合成器构成功率分配/合成网络；两个末级功放模块参数完全一致，实现两路功率合成；
本实施例均衡器前端与信号源连接，后端与驱动功率模块输入端连接，驱动功率模块与功分器顺次相连，两个末级功放模块分别并列位于功分器和合成器之间，合成器的输出端即为两路功率放大管的合成后的微波信号；输入射频信号经过驱动功率模块实现信号均衡并放大到一定的功率之后，经过两个末级功放模块将经过驱动功率模块放大的信号均分成两路信号，再分别经过完全相同的末级功放模块实现射频信号的进一步放大，最后通过合成器实现功率合成输出。
本实施例功分器与合成器在信号链路中传输互为逆过程，因此最后两路信号合成输出能保证幅度和相位的一致性。
本实施例中，两个末级功放模块在正常使用时，通常不会全部开通，而是一个开通另一个不开通，不开通的末级功放模块输出端通常默认接地，此时在发生静电打击时，利用未开放末级功放模块的输出端直接接地，从而将静电导出，避免静电进入开通功放电路内部，损坏电路，通过加设一对稳压二极管，两个稳压二极管的正极相连，负极分别连接两个末级功放模块输出端，即可实现上述功能和效果，对功率放大器起到很好的保护作用。、
所述均衡器是基于微带传输线陷波结构的微波增益均衡器。微波增益均衡器是基于微带传输线陷波结构，从而具有较高的振幅功能。
所述末级功放模块采用功放MMIC。
如图2所示为本实施例驱动功率模块的电路示意图，所述驱动功率模块由两个功放MMIC芯片级联而成；两个功放MMIC芯片分别采用型号为WID010040-P20和WFD020060-P32的MMIC芯片，所述型号为WID010040-P20的MMIC芯片输入端与均衡器输出端连接，所述型号为WFD020060-P32的MMIC芯片的输出端连接功分器输入端。在-2dBm的小信号输入下，功放芯片WFD020060-P20的增益可达25dB，典型功率达到20.5dBm，远达到功放芯片WFD020060-P32的输入需求，两个MMIC级联输出信号高达32dBm，保证功率信号输入需求。
如图3所示的3dB平衡电桥实现功率分配与合成原理图，所述功分器和合成器均采用相同参数的3dB平衡电桥。3dB平衡电桥传输形式为带状线形式，以便承受大功率，3dB平衡电桥参数相同，则这种结构形式可以很好地保证两路信号的幅相一致性，从而达到较高的合成效率。
如图4所示的DC-DC电源模块系统连接图；DC-DC电源模块包括DC-DC正压模块、DC-DC负压模块、时序控制电路。DC-DC正压模块的输入可调，以满足不同末级功放模块不同的直流偏置需求。由于末级功放模块所用芯片需要直流负压，并且必须要先通负压才能再通正压，关机去电顺序则相反，时序电路就是用来解决这个问题。检测信号用于检测DC-DC模块是否处于过压过流工作状态，从而将检测信息传输到主控制电路中，进而加以控制保护。
如上所述即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于2～6GHz频段的功率放大器，其特征在于：包括顺次信号连接的均衡器、驱动功率模块、功分器、末级功放模块及合成器组成，所述驱动功率模块和末级功放模块均连接有DC-DC电源模块；
所述末级功放模块共设置有两个，两个末级功放模块并联在功分器和合成器之间；
所述两个末级功放模块输出端之间还串联有一对稳压二极管，两个稳压二极管的正极相连，负极分别连接两个末级功放模块输出端。
2.根据权利要求1所述的一种用于2～6GHz频段的功率放大器，其特征在于：所述驱动功率模块由两个功放MMIC芯片级联而成。
3.根据权利要求2所述的一种用于2～6GHz频段的功率放大器，其特征在于：所述两个功放MMIC芯片分别采用型号为WID010040-P20和WFD020060-P32的MMIC芯片，所述型号为WID010040-P20的MMIC芯片输入端与均衡器输出端连接，所述型号为WFD020060-P32的MMIC芯片的输出端连接功分器输入端。
4.根据权利要求1所述的一种用于2～6GHz频段的功率放大器，其特征在于：所述功分器和合成器均采用相同参数的3dB平衡电桥。
5.根据权利要求1所述的一种用于2～6GHz频段的功率放大器，其特征在于：所述末级功放模块采用功放MMIC。
6.根据权利要求1所述的一种用于2～6GHz频段的功率放大器，其特征在于：所述均衡器是基于微带传输线陷波结构的微波增益均衡器。
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CN110071731A (zh) * 2019-03-13 2019-07-30 波达通信设备（广州）有限公司 放大器电路及发射机

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