[發明專利]Ku波段波導內空間功率合成的6路合成裝置

無效

• 申請號: 201010132817.6
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN102201608A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 汪書娜;黃光煌;張寅侃;李凌云;王斌
• 申請（專利權）人: 上海新杰芯微波技術有限公司
• 主分類號: H01P5/12
• 分類號: H01P5/12
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 羅習群

技術領域

本發明涉及一種波導內空間功率合成領域，特別涉及一種Ku波段波導內空間功率合成的6路合成裝置。

背景技術

如今，一些軍用和商用通信系統對高功率固態放大器的輸出功率要求越來越高，為了獲得高功率的輸出來滿足這些系統的需要，可以提高基于半導體技術或者真空微電子技術的單個功率器件的輸出功率，也可以采用功率合成技術將多路固態器件的輸出功率進行同相疊加來獲得想要的功率輸出。但從成本和可靠性兩方面考慮，功率合成固態放大系統有著明顯的優勢。在已有的功率合成類別中，相對于芯片級和電路級功率合成，空間功率合成的優勢在于放大器的尺寸和合成效率不會隨合成路數的增加而顯著增加，因此非常適合于合成路數大于4路的功率合成。波導內空間功率合成技術是由A.Alexanian和R.A.York提出的，當時是在X波段采用2×4的MMIC功放陣列，實現了2.4W的輸出。2005年，O.Houbloss，D.Bourreau等人提出了Ka波段波導內空間功率合成結構，2×1空間合成放大器實現了20dB的增益，在31GHz-36GHz之間，合成效率達到85％。國內目前有微電子所在07年12月份研制出C波段的2×4層空間功率合成模塊，合成效率達到75％；西南電子技術研究所09年設計了一種基于BJ-140波導功分/合成器與波導-微帶雙探針過渡相結合的4路空間功率合成網絡，在Ku波段合成效率高于86％，但該合成不是在波導內進行的，且波導功分/合成器與波導-微帶雙探針過渡相結合的4路空間功率合成網絡的體積大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是要提供一種在波導BJ120內實現6路功率合成，且合成效率在80％以上的Ku波段波導內空間功率合成的6路合成裝置。本發明是在Ku波段進行的波導內6路合成，與國內其他空間功率合成的相關研究相比，本發明的6路合成模式目前沒有的，而且在Ku波段這種多路合成是在波導內完成的，相比于西南電子研究所采取的波導功分/合成器與波導-微帶雙探針過渡相結合的4路空間功率合成網絡，本發明整個模塊的體積要遠遠小于它。

為了解決以上的技術問題，本發明提供了一種Ku波段波導內空間功率合成的6路合成裝置，將兩片單路單面鰭線放大電路板和兩片雙路單面鰭線放大電路板按“1+2+2+1”的模式垂直波導E面，對稱放置于矩形波導內，四片放大電路板之間通過墊塊隔離而有間隙。所述墊塊的厚度由頻率決定。

所述雙路單面鰭線放大電路板，其正面有兩條平行的微帶線，微帶線上有功率放大芯片；其背面為雙鰭線，微帶線兩側有飛線孔，飛線從電路板背面穿過飛線孔焊接在電路板正面的飛線孔上，對芯片供電。

所述單路單面鰭線放大電路板，其正面有一條微帶線，微帶線上有功率放大芯片；其背面有單路鰭線。

所述矩形波導由上波導和下波導構成，通過定位孔固定連接，上、下波導之間有三層墊塊，上波導和第一層墊塊之間置有正面朝上的單路單面鰭線放大電路板；第一層墊塊和第二層墊塊之間置有正面朝上的雙路單面鰭線放大電路板；第二層墊塊和第三層墊塊之間置有正面朝下的雙路單面鰭線放大電路板；第三層墊塊與下波導之間置有正面朝下的單路單面鰭線放大電路板。

所述每片鰭線放大電路板的介質基片上設置有λg/4凸形階梯變換補償，使得回波損耗改善了2～3dB。

本發明的優越功效在于：

1)設計了“1+2+2+1”的6路合成模式，減少了電路板的片數，不但節約了空間，也對板間距的調試降低了難度；

2)僅在波導內實現功率合成，節約了空間，減少了整個模塊的體積；

3)使用雙路單面鰭線電路放大板，使得實現六路合成僅需四塊板即可實現，方便了板間距的調試和結構件的加工難度；

4)用飛線的方法解決了雙路單面鰭線電路放大板上兩片芯片距離太近導致的供電困難問題；

5)設計出合適的板間距，使得合成效率達到80％以上；

6)采取在介質基片上加λg/4凸形階梯變換補償來改善回波損耗。

附圖說明

圖1(包括圖1A和圖1B)為本發明波導內所用的雙路單面鰭線放大板的正反兩面示意圖；

圖2(包括圖2A和圖2B)為本發明波導內所用的單路單面鰭線放大板的正反兩面示意圖；

圖3為本發明中上波導的示意圖；

圖4為本發明中波導內單路單面鰭線放大板與雙路單面鰭線放大電路板之間的墊塊的示意圖；

圖5為本發明中波導內中間兩片雙路單面鰭線放大電路板之間的墊塊的示意圖；

圖6為本發明中下波導的示意圖；

圖7為本發明的波導裝配分解示意圖；