CN213879759U - 一种大功率功放管输出隔直电路 - Google Patents

Abstract

本申请属于射频与微波功率放大器设计领域，具体涉及一种大功率功放管输出隔直电路，包括：功放管(2)，用于提供X波段的大功率交流电；漏极电源偏置电路(1)，用于提供直流电，对所述功放管(2)供电；微带线(3)，一端连接在所述功放管(2)与漏极电源偏置电路(1)之间，另一端连接一探针转换器(4)，所述探针转换器(4)用于将微带信号转换为波导信号；输出波导(5)，用于提供波导信号传输的通道，一端安置所述探针转换器(4)，另一端为射频输出端。本申请采用“波导‑微带探针转换器”替代输出隔直电容达到隔直的作用，从而消除了输出隔直电容工作时温度过高失效给功放带来的不稳定性。

Description

一种大功率功放管输出隔直电路

技术领域

本申请属于射频与微波功率放大器设计领域，特别涉及一种大功率功放管输出隔直电路。

背景技术

在雷达收发系统、电子战对抗、通信导航等电子系统中，广泛用到以X波段大功率内匹配功放管作为有源器件的微波功率放大器。

X波段大功率内匹配功放管的工作电路一般分为输入隔直电路、输出隔直电路、栅极电源偏置电路和漏极电源偏置电路。其中，隔直电路的作用是允许微波信号通过，阻止直流信号通过射频主路供到微波系统中其他器件、模块上。

现有X波段大功率内匹配功放管射频主路隔直一般采用隔直电容实现，该电容对射频信号是通路，实现射频信号的传输，对直流信号是断路，保证直流信号不影响系统中的其他器件、模块。

射频主路中引入隔直电容就会增加系统的插入损耗。插入损耗表征在射频功率发射时耗散在电容上的热量。对于单管输出功率小或工作在小占空比脉冲状态下的功放电路，采用隔直电容方式，其插入损耗可以忽略不计。但是对于工作在连续波或者大占空比状态的大功率单个X波段内匹配功放管而言，输出隔直电容产生大量热量，导致输出功率降低，并且成为整个功放电路的安全隐患。因为该状态下的射频主路输出隔直电容的热耗散远大于其传导热量(X波段内匹配功放电路中采用的电容体积较小，封装大小多为0603，电容表面积在mm²数量级上，这就导致其辐射和传导的热量很小)，这就导致该输出隔直电容热量不断累积，温度升高。当输出隔直电容温度升高时，插入损耗也会增加，导致恶性循环，直至达到或者超过输出隔直电容能够允许的最大工作温度，给功放设计带来隐患。

图1为现常规的X波段大功率内匹配功放管的输出隔直电路示意图，其主要包括漏极电源偏置电路(a)、X波段大功率内匹配功放管(b)，第一段50欧姆微带线(c)、隔直电容(d)、第二段50欧姆微带线(e)。实验室常温条件下，采用ATC600S系列隔直电容，X波段50W内匹配功放管，连续波状态，30秒工作时间后，输出隔直电容表面温度已超过140℃，超出了其正常工作的120℃的允许值。如长时间工作，该输出隔直隔直电容就会被烧毁，然后X波段50W内匹配功放管就会损坏。由此可知，X波段大功率功放的设计难点在于如何解决输出隔直电容因温度升高而失效带来的可靠性问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种支持工作连续波条件下的X波段大功率内匹配功放通用输出隔直电路，消除X波段大功率连续波固态功放因输出隔直电容失效带来的危险，提高功放的可靠性。

本申请大功率功放管输出隔直电路，主要包括：

功放管，用于提供X波段的大功率交流电；

漏极电源偏置电路，用于提供直流电，对所述功放管供电；

微带线，一端连接在所述功放管与漏极电源偏置电路之间，另一端连接一探针转换器，所述探针转换器用于将微带信号转换为波导信号；

输出波导，用于提供波导信号传输的通道，一端安置所述探针转换器，另一端为射频输出端。

优选的是，所述微带线为50欧姆微带线。

优选的是，所述微带线与所述探针转换器均承载在基板上，且与所述基板一体设计。

优选的是，所述基板通过导电胶粘贴在载板上，所述输出波导为在所述载板上开设的波导通道。

优选的是，所述基板的安装有探针转换器的一端固定在所述波导通道的侧壁上，并使所述探针转换器悬空置于所述波导通道的起始端。

本申请采用“波导-微带探针转换器”替代输出隔直电容达到隔直的作用，从而消除了输出隔直电容工作时温度过高失效给功放带来的不稳定性。

附图说明

图1是一种现有的采用ATC600S系列隔直电容的功放管结构示意图。

图2是本申请大功率功放管输出隔直电路结构示意图。

其中，1-漏极电源偏置电路，2-功放管，3-微带线，4-探针转换器，5-输出波导。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

本申请提供了一种大功率功放管输出隔直电路，如图2所示，主要包括：

功放管2，用于提供X波段的大功率交流电；

漏极电源偏置电路1，用于提供直流电，对所述功放管2供电；

微带线3，一端连接在所述功放管2与漏极电源偏置电路1之间，另一端连接一探针转换器4，所述探针转换器4用于将微带信号转换为波导信号；

输出波导5，用于提供波导信号传输的通道，一端安置所述探针转换器4，另一端为射频输出端。

在一些可选实施方式中，所述微带线3为50欧姆微带线。

在一些可选实施方式中，所述微带线3与所述探针转换器4均承载在基板上，且与所述基板一体设计。

在一些可选实施方式中，所述基板通过导电胶粘贴在载板上，所述输出波导5为在所述载板上开设的波导通道。

在一些可选实施方式中，所述基板的安装有探针转换器4的一端固定在所述波导通道的侧壁上，并使所述探针转换器4悬空置于所述波导通道的起始端。可以理解的是，探针转换器4安置在基板上之后，将基板的两端进行固定，从而使其携带探针转换器4的主体部分悬置于波导通道5内，实现信号的转换。

参考图2，该隔直电路由“波导-微带探针转换器”代替隔直电容，其中“波导-微带探针转换器”的输入端连接在射频主路50欧姆微带线上，输出端为微带探针，探进波导中。整个功放电路的功率由波导形式输出。“波导-微带探针转换器”在系统中起到了隔离直流，通微波信号作用。由于采用“波导-微带探针转换器”的形式，消除了图1所示的常规X波段大功率内匹配功放电路因为功率耗散大而造成输出隔直电容烧毁的危险，提高了大功率连续波放大器的可靠性，并且“波导-微带探针转换器”的插入损耗小于输出隔直电容，能够有效地提高整个功放电路的输出功率。

本申请可用于要求工作在连续波或者大占空比状态下，采用X波段大功率内匹配功放管作为有源器件的X波段大功率功放、X波段大功率发射机。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种大功率功放管输出隔直电路，其特征在于，包括：

功放管(2)，用于提供X波段的大功率交流电；

漏极电源偏置电路(1)，用于提供直流电，对所述功放管(2)供电；

微带线(3)，一端连接在所述功放管(2)与漏极电源偏置电路(1)之间，另一端连接一探针转换器(4)，所述探针转换器(4)用于将微带信号转换为波导信号；

输出波导(5)，用于提供波导信号传输的通道，一端安置所述探针转换器(4)，另一端为射频输出端；

其中，所述微带线(3)为50欧姆微带线，所述微带线(3)与所述探针转换器(4)均承载在基板上，且与所述基板一体设计；所述基板通过导电胶粘贴在载板上，所述输出波导(5)为在所述载板上开设的波导通道；所述基板的安装有探针转换器(4)的一端固定在所述波导通道的侧壁上，并使所述探针转换器(4)悬空置于所述波导通道的起始端。

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