CN210351101U - 一种Ka波段功率放大电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种Ka波段功率放大电路。包括功率放大芯片TGA4040，以及为功率放大芯片TGA4040提供+5V和‑0.65V两种直流供电电压的偏置电路，偏置电路包括电压极性转换芯片LTC1983ES6‑5和运算放大器芯片AD8615AUJ2，电压极性转换芯片LTC1983ES6‑5将输入的+5V进行电压极性转换为负电压，然后再将该负电压输入到运算放大器芯片AD8615AUJ2进行隔离放大，得到直流‑0.65V输出。本实用新型通过过渡转换体实现了波导与功率放大芯片之间的信号传输，并且由偏置电路向功率放大芯片TGA4040提供可靠稳定的电压，使功率放大芯片TGA4040输出放大信号，再通过过渡转换体输出放大后的电磁信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及毫米波通信技术领域，尤其涉及一种Ka波段功率放大电路。
背景技术
在Ka波段(26.5GHz～40GHz)进行信号放大处理需要充分考虑这个频段信号的特点，因为这个频段的信号传输主要是通过波导进行传输，但是对这个频段的信号进行功率放大则是基于对电信号的功率放大。因此，需要提供一种具有信号转换、传输匹配、低噪声系数又具有高增益输出的Ka波段功率放大电路。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种Ka波段功率放大电路，解决Ka波段信号转换、功率放大以及为Ka波段功率放大芯片提供不同极性电压供电的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种Ka波段功率放大电路，包括功率放大芯片TGA4040，以及为功率放大芯片TGA4040提供+5V和-0.65V两种直流供电电压的偏置电路，所述偏置电路包括电压极性转换芯片LTC1983ES6-5和运算放大器芯片AD8615AUJ2，所述电压极性转换芯片LTC1983ES6-5将输入的+5V进行电压极性转换为负电压，然后再将该负电压输入到运算放大器芯片AD8615AUJ2进行隔离放大，得到直流-0.65V输出。
优选的，所述偏置电路包括在芯片LTC1983ES6-5的电源接入端设置电源滤波网络，所述电源滤波网络包括滤波电容和滤波电感，所述滤波电容的一端电连接芯片LTC1983ES6-5的电源接入端，另一端接地，所述滤波电感的一端也电连接芯片LTC1983ES6-5的电源接入端，另一端接外部接入的直流5V电源。
优选的，所述芯片LTC1983ES6-5的调控端与所述电源接入端直接电连接，所述芯片LTC1983ES6-5的正极电容端和负极电容端之间串接一互联电容。
优选的，所述芯片LTC1983ES6-5的电压输出端电连接所述运算放大器芯片AD8615AUJ2的负电源端，并且还电连接分压电路后接入到所述运算放大器芯片AD8615AUJ2的正电压输入端，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端与所述芯片LTC1983ES6-5的电压输出端电连接，另一端接所述运算放大器芯片AD8615AUJ2的正电压输入端，并且还与第二分压电阻电连接，第二分压电阻的另一端接地。
优选的，所述运算放大器芯片AD8615AUJ2的正电源端接地，电压输出端与负电压输入端直接电连接，并输出直流-0.65V。
优选的，所述功率放大芯片TGA4040的第一正电压输入端金丝键合第一电容的一端，第一电容的另一端金丝键合第二电容的一端，第二电容的另一端金丝键合来自偏置电路的+5V接线端，所述功率放大芯片TGA4040的第二正电压输入端金丝键合第三电容的一端，第三电容的另一端金丝键合第四电容的一端，第四电容的另一端金丝键合第二电容与+5V接线端金丝键合的一端。
优选的，所述功率放大芯片TGA4040的第一负电压输入端金丝键合第五电容的一端，第五电容的另一端金丝键合第六电容的一端，第六电容的另一端金丝键合来自偏置电路的-0.65V接线端，所述功率放大芯片TGA4040的第二负电压输入端金丝键合第七电容的一端，第七电容的另一端金丝键合第八电容的一端，第八电容的另一端也金丝键合来自偏置电路的-0.65V接线端。
优选的，所述功率放大芯片TGA4040的射频输入端和射频输出端分别金丝键合连接第一微带波导过渡转换体和第二微带波导过渡转换体。
优选的，所述第一微带波导过渡转换体和第二微带波导过渡转换体具有相同的结构，均包括一体设置在介质板上的50欧姆微带线、高阻抗传输线和四分之一波长阻抗变换器，所述50欧姆微带线用于与所述功率放大芯片TGA4040的射频输入端或射频输出端金丝键合，四分之一波长阻抗变换器用于插入波导腔体内，高阻抗传输线介于50欧姆微带线和四分之一波长阻抗变换器之间。
优选的，所述第一微带波导过渡转换体和第二微带波导过渡转换体在所述功率放大芯片TGA4040的射频输入端和射频输出端对称设置，所述功率放大芯片TGA4040的射频输入端金丝键合所述第一微带波导过渡转换体的50欧姆微带线，所述功率放大芯片TGA4040的射频输出端金丝键合所述第二微带波导过渡转换体的50欧姆微带线。
本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种Ka波段功率放大电路。包括功率放大芯片TGA4040，以及为功率放大芯片TGA4040提供+5V和-0.65V两种直流供电电压的偏置电路，偏置电路包括电压极性转换芯片LTC1983ES6-5和运算放大器芯片AD8615AUJ2，电压极性转换芯片LTC1983ES6-5将输入的+5V进行电压极性转换为负电压，然后再将该负电压输入到运算放大器芯片AD8615AUJ2进行隔离放大，得到直流-0.65V输出。本实用新型通过过渡转换体实现了波导与功率放大芯片之间的信号传输，并且由偏置电路向功率放大芯片提供可靠稳定的电压，使功率放大芯片输出放大信号，再通过过渡转换体输出放大后的电磁信号。
附图说明
图1是根据本实用新型Ka波段功率放大电路一实施例的偏置电路图；
图2是根据本实用新型Ka波段功率放大电路另一实施例中的功率放大芯片。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
结合图1和图2，Ka波段功率放大电路包括功率放大芯片TGA4040，以及为功率放大芯片TGA4040提供+5V和-0.65V两种直流供电电压的偏置电路。
在图1中，偏置电路包括电压极性转换芯片LTC1983ES6-5和运算放大器芯片AD8615AUJ2，电压极性转换芯片LTC1983ES6-5将输入的+5V进行电压极性转换为负电压，然后再将该负电压输入到运算放大器芯片AD8615AUJ2进行隔离放大，得到直流-0.65V输出。
偏置电路包括在芯片LTC1983ES6-5的电源接入端VCC设置电源滤波网络，电源滤波网络包括滤波电容C1和滤波电感L1，滤波电容C1的一端电连接芯片LTC1983ES6-5的电源接入端VCC，另一端接地，滤波电感L1的一端也电连接芯片LTC1983ES6-5的电源接入端VCC，另一端接外部接入的直流5V电源。经过滤波电容C1和滤波电感L1滤波后，直流5V电源稳定地输入到芯片LTC1983ES6-5的电源接入端VCC。
芯片LTC1983ES6-5的调控端SHDN与电源接入端VCC直接电连接，芯片LTC1983ES6-5的正极电容端C+和负极电容端C-之间串接一互联电容C5。
芯片LTC1983ES6-5的电压输出端VOUT电连接运算放大器芯片AD8615AUJ2的负电源端V-，并且还电连接分压电路后接入到运算放大器芯片AD8615AUJ2的正电压输入端+IN，分压电路包括第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，第一分压电阻R1的一端与芯片LTC1983ES6-5的电压输出端VOUT电连接，另一端接运算放大器芯片AD8615AUJ2的正电压输入端+IN，并且还与第二分压电阻R2的一端电连接，第二分压电阻R2的另一端接地。并且芯片LTC1983ES6-5的电压输出端VOUT电连接电容C2后接地。
运算放大器芯片AD8615AUJ2的正电源端V+接地，电压输出端OUT与负电压输入端-IN直接电连接，并输出直流-0.65V，并且负电压输入端-IN分别串联滤波电容C3和C4后接地。
芯片LTC1983ES6-5的电压输出端VOUT输出的电压经过第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分压后，输入到芯片AD8615AUJ2的正电压输入端+IN。芯片AD8615AUJ2的电压输出端OUT输出直流-0.65V，偏置电路实现了将5V电压转化为直流-0.65V，为功率放大芯片TGA4040供电。
结合图2，功率放大芯片TGA4040的第一正电压输入端1金丝键合第一电容C6的一端，第一电容C6的另一端金丝键合第二电容C8的一端，第二电容C8的另一端金丝键合来自偏置电路的+5V接线端VD，功率放大芯片TGA4040的第二正电压输入端2金丝键合第三电容C7的一端，第三电容C7的另一端金丝键合第四电容C9的一端，第四电容C9的另一端金丝键合第二电容C8与+5V接线端金丝键合的一端。
功率放大芯片TGA4040的第一负电压输入端5金丝键合第五电容C10的一端，第五电容C10的另一端金丝键合第六电容C12的一端，第六电容C12的另一端金丝键合来自偏置电路的-0.65V接线端VG1。功率放大芯片TGA4040的第二负电压输入端金丝键合第七电容C11的一端，第七电容C11的另一端金丝键合第八电容C13的一端，第八电容C13的另一端也金丝键合来自偏置电路的-0.65V接线端VG。
功率放大芯片TGA4040的射频输入端7和射频输出端4分别金丝键合连接第一微带波导过渡转换体15和第二微带波导过渡转换体18。第一微带波导过渡转换体15和第二微带波导过渡转换体18在所述功率放大芯片TGA4040的射频输入端7和射频输出端4对称设置。
第一微带波导过渡转换体15和第二微带波导过渡转换体18具有相同的结构，第一微带波导过渡转换体15包括一体设置在介质板16上的50欧姆微带线151、高阻抗传输线152和四分之一波长阻抗变换器153，50欧姆微带线151用于与功率放大芯片TGA4040的射频输入端7金丝键合，四分之一波长阻抗变换器153用于插入波导腔体17内，高阻抗传输线152介于50欧姆微带线151和四分之一波长阻抗变换器153之间。
第二微带波导过渡转换体18包括一体设置在介质板16上的50欧姆微带线181、高阻抗传输线182和四分之一波长阻抗变换器183，50欧姆微带线181用于与功率放大芯片TGA4040的射频输出端4金丝键合，四分之一波长阻抗变换器183用于插入另一个波导腔体19内，高阻抗传输线182介于50欧姆微带线181和四分之一波长阻抗变换器183之间。
波长阻抗变换器153伸入到波导17的腔体中；接收信号时，由波长阻抗变换器153感应波导17中的电磁信号，过渡转换为由高阻抗传输线152和50欧姆微带线151传输的电信号，再传输给功率放大芯片TGA4040的射频输入端7；发送信号时，功率放大芯片TGA4040的射频输出端4向50欧姆微带线181和高阻抗传输线182输出电信号，再由波长阻抗变换器183过渡转换为电磁信号，进入到波导19的腔体中。
本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种Ka波段功率放大电路。包括功率放大芯片TGA4040，以及为功率放大芯片TGA4040提供+5V和-0.65V两种直流供电电压的偏置电路，偏置电路包括电压极性转换芯片LTC1983ES6-5和运算放大器芯片AD8615AUJ2，电压极性转换芯片LTC1983ES6-5将输入的+5V进行电压极性转换为负电压，然后再将该负电压输入到运算放大器芯片AD8615AUJ2进行隔离放大，得到直流-0.65V输出。本实用新型通过过渡转换体实现了波导与功率放大芯片之间的信号传输，并且由偏置电路向功率放大芯片提供可靠稳定的电压，使功率放大芯片输出放大信号，再通过过渡转换体输出放大后的电磁信号。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种Ka波段功率放大电路，其特征在于，包括功率放大芯片TGA4040，以及为功率放大芯片TGA4040提供+5V和-0.65V两种直流供电电压的偏置电路，所述偏置电路包括电压极性转换芯片LTC1983ES6-5和运算放大器芯片AD8615AUJ2，所述电压极性转换芯片LTC1983ES6-5将输入的+5V进行电压极性转换为负电压，然后再将该负电压输入到运算放大器芯片AD8615AUJ2进行隔离放大，得到直流-0.65V输出。
2.根据权利要求1所述的Ka波段功率放大电路，其特征在于，所述偏置电路包括在芯片LTC1983ES6-5的电源接入端设置电源滤波网络，所述电源滤波网络包括滤波电容和滤波电感，所述滤波电容的一端电连接芯片LTC1983ES6-5的电源接入端，另一端接地，所述滤波电感的一端也电连接芯片LTC1983ES6-5的电源接入端，另一端接外部接入的直流5V电源。
3.根据权利要求2所述的Ka波段功率放大电路，其特征在于，所述芯片LTC1983ES6-5的调控端与所述电源接入端直接电连接，所述芯片LTC1983ES6-5的正极电容端和负极电容端之间串接一互联电容。
4.根据权利要求3所述的Ka波段功率放大电路，其特征在于，所述芯片LTC1983ES6-5的电压输出端电连接所述运算放大器芯片AD8615AUJ2的负电源端，并且还电连接分压电路后接入到所述运算放大器芯片AD8615AUJ2的正电压输入端，所述分压电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻的一端与所述芯片LTC1983ES6-5的电压输出端电连接，另一端接所述运算放大器芯片AD8615AUJ2的正电压输入端，并且还与第二分压电阻电连接，第二分压电阻的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的Ka波段功率放大电路，其特征在于，所述运算放大器芯片AD8615AUJ2的正电源端接地，电压输出端与负电压输入端直接电连接，并输出直流-0.65V。
6.根据权利要求5所述的Ka波段功率放大电路，其特征在于，所述功率放大芯片TGA4040的第一正电压输入端金丝键合第一电容的一端，第一电容的另一端金丝键合第二电容的一端，第二电容的另一端金丝键合来自偏置电路的+5V接线端，所述功率放大芯片TGA4040的第二正电压输入端金丝键合第三电容的一端，第三电容的另一端金丝键合第四电容的一端，第四电容的另一端金丝键合第二电容与+5V接线端金丝键合的一端。
7.根据权利要求6所述的Ka波段功率放大电路，其特征在于，所述功率放大芯片TGA4040的第一负电压输入端金丝键合第五电容的一端，第五电容的另一端金丝键合第六电容的一端，第六电容的另一端金丝键合来自偏置电路的-0.65V接线端，所述功率放大芯片TGA4040的第二负电压输入端金丝键合第七电容的一端，第七电容的另一端金丝键合第八电容的一端，第八电容的另一端也金丝键合来自偏置电路的-0.65V接线端。
8.根据权利要求7所述的Ka波段功率放大电路，其特征在于，所述功率放大芯片TGA4040的射频输入端和射频输出端分别金丝键合连接第一微带波导过渡转换体和第二微带波导过渡转换体。
9.根据权利要求8所述的Ka波段功率放大电路，其特征在于，所述第一微带波导过渡转换体和第二微带波导过渡转换体具有相同的结构，均包括一体设置在介质板上的50欧姆微带线、高阻抗传输线和四分之一波长阻抗变换器，所述50欧姆微带线用于与所述功率放大芯片TGA4040的射频输入端或射频输出端金丝键合，四分之一波长阻抗变换器用于插入波导腔体内，高阻抗传输线介于50欧姆微带线和四分之一波长阻抗变换器之间。
10.根据权利要求9所述的Ka波段功率放大电路，其特征在于，所述第一微带波导过渡转换体和第二微带波导过渡转换体在所述功率放大芯片TGA4040的射频输入端和射频输出端对称设置，所述功率放大芯片TGA4040的射频输入端金丝键合所述第一微带波导过渡转换体的50欧姆微带线，所述功率放大芯片TGA4040的射频输出端金丝键合所述第二微带波导过渡转换体的50欧姆微带线。
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