[發明專利]一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件

在審

• 申請號: 201410448001.2
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104201993A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 賓峰;賀俊霞;陳榮飛;王自力;汪名峰;丁曉杰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十六研究所
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 宋倩;奚華保

技術領域

本發明涉及微波組件技術領域，具體是一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件。

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背景技術

基于超導材料的極低損耗和臨界電流Jc（當電流密度達到一定程度之后，超導薄膜材料呈現失超現象，即損耗增加）特性，由超導材料研制的超導限幅芯片具有低插損、高承載功率等特性；由砷化鎵材料制備的低溫限幅器和Ka頻段低溫低噪聲放大器工作于低溫下具有極低的噪聲溫度。目前，雷達接收機中的限幅低噪聲放大器多采用常規的限幅器和低噪聲放大器組成，在毫米波段（Ka頻段）的應用上，尚無超導限幅芯片與低溫限幅器和Ka頻段低溫低噪聲放大器的組成應用產品。常規的Ka頻段限幅低噪聲放大器組件噪聲大（4.5dB以上）、承載功率小（2.5W以下），不能滿足高性能雷達接收機的系統要求。

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發明內容

本發明的目的在于提供一種噪聲小、承載功率大、集成度高的一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件，解決由于常規的限幅低噪聲放大器耐受功率有限而導致現階段毫米波段雷達接收機承載功率受限的問題。

本發明的技術方案為：

一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件，包括輸入、輸出端口均為波導端口的腔體以及固定在腔體內依次連接的輸入波導-微帶過渡、超導限幅芯片、低溫限幅器、級間匹配電路、Ka頻段低溫低噪聲放大器和輸出波導-微帶過渡，所述腔體的輸入端口與輸入波導-微帶過渡的輸入端口通過空間耦合方式連接，所述腔體的輸出端口與輸出波導-微帶過渡的輸出端口通過空間耦合方式連接。

所述的一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件，所述輸入波導-微帶過渡、超導限幅芯片、低溫限幅器、級間匹配電路、Ka頻段低溫低噪聲放大器和輸出波導-微帶過渡依次通過金絲連接。

所述的一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件，所述輸入波導-微帶過渡、超導限幅芯片、低溫限幅器、級間匹配電路、Ka頻段低溫低噪聲放大器和輸出波導-微帶過渡的輸入、輸出端口均在同一中心線上，并且各端口之間的縫隙均在5mil以內。

所述的一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件，所述輸入波導-微帶過渡、級間匹配電路和輸出波導-微帶過渡均采用厚度為0.127mm的基片，并通過厚度為0.1mm的焊錫片焊接在腔體內。

所述的一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件，所述超導限幅芯片采用厚度為0.5mm的基片，并通過厚度為0.1mm的銦片焊接在腔體內。

所述的一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件，所述低溫限幅器和Ka頻段低溫低噪聲放大器均通過導電膠黏貼在腔體內。

所述的一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件，所述超導限幅芯片采用高溫超導薄膜材料，所述低溫限幅器和Ka頻段低溫低噪聲放大器均采用砷化鎵材料。

由上述技術方案可知，本發明的一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件主要是由超導限幅芯片、低溫限幅器和Ka頻段低溫低噪聲放大器組成，具有極低的噪聲系數（1.5dB以下）和極優的功率承載能力（限幅耐受功率5W以上），并且集成度高，可廣泛應用于收發一體的毫米波段雷達接收機系統，有效提升接收機的接收靈敏度，降低誤碼率，同時抑制發射機泄露到接收機系統中的大功率信號，提升接收機系統的承載功率，預防接收機因過載而導致燒毀。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的輸入波導-微帶過渡結構示意圖；

圖3是本發明的超導限幅芯片電路結構示意圖；

圖4是本發明的低溫限幅器模擬電路結構示意圖；

圖5是本發明的級間匹配電路結構示意圖；

圖6是本發明的Ka頻段低溫低噪聲放大器電路結構示意圖；

圖7是本發明的輸出波導-微帶過渡結構示意圖。

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具體實施方式

下面結合附圖，進一步說明本發明。

如圖1～圖7所示，一體式集成Ka頻段超導限幅低噪聲放大器組件，包括腔體1、輸入波導-微帶過渡2、超導限幅芯片3、低溫限幅器4、級間匹配電路5、Ka頻段低溫低噪聲放大器6和輸出波導-微帶過渡7。

腔體1采用黃銅材料，表面鍍金，鍍層厚度為4μm，其輸入端口11和輸出端口12均為BJ320波導端口；腔體1的輸入端口11連接輸入波導-微帶過渡2的輸入端口21，腔體1的輸出端口12連接輸出波導-微帶過渡7的輸出端口72，信號傳輸通過輸入波導-微帶過渡2的輸入端口21和輸出波導-微帶過渡7的輸出端口72的空間耦合來實現。