[發明專利]能提高可生產性和一致性的毫米波波導合成放大器結構

有效

• 申請號: 201510217647.4
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104882655B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 王沫;鄧建欽;年夫順;姜萬順;王明超;辛海鳴;陳卓
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: H01P5/02
• 分類號: H01P5/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及固態功率放大器技術領域，尤其涉及能提高可生產性和一致性的毫米波波導合成放大器結構。

背景技術

毫米波固態器件具有直流功耗低、可靠性高、電路結構緊湊、尺寸小和重量輕等優點，因而倍受人們關注，應用日益廣泛。單個固態器件輸出功率由于受自身半導體物理特性的限制而遠遠達不到功率應用，所以采用多個固態器件進行功率合成的方法來獲得高功率輸出是研究的熱門。

基于毫米波波導空間的兩層空間功率合成技術方案由于尺寸小，結構緊湊，在毫米波系統得到廣泛應用，但由于其含有三個零件，三個零件之間需要緊密配合，加工精度要求高、寬頻帶合成效率低等問題，導致其難以實現規模化生產。基于毫米波波導空間合成技術由于波導口的限制，毫米波波導空間功率合成方案采用兩層傳輸線的形式，如圖1-3所示，腔體結構由上腔1、墊片3、下腔2構成，并把MMIC電路(單片微波集成電路)7和漸變線6分別裝入上腔1，下腔2，由墊片3隔開。其結構中上腔1、墊片3和下腔2三個零件之間需要緊密配合，加工精度要求高。在67GHz以上的頻段甚至要求銷釘對接準確至10微米。漸變線與腔體、墊片結構的交疊時，介質片受擠壓易變形，使得仿真模型與實際情況嚴重不符，回撥損耗惡化。介質與墊片、腔體圍成的半封閉空間易諧振，導致在帶寬范圍內易出現嚴重抖動，寬帶特性變差。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種毫米波波導合成放大器，利用過模波導的方式，采用兩個對稱結構的腔體，實現兩路空間功率合成，相對于傳統的波導兩層空間功率合成放大器，減少了中間的墊片，降低了零件配合的精度，提高了放大器的可生產性和一致性。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

能提高可生產性和一致性的毫米波波導合成放大器結構，包括上腔和下腔，所述上腔的腔體內安裝有輸入波導，所述輸入波導通過漸變線與MMIC電路的輸入端連接，所述MMIC電路的輸出端通過漸變線與輸出波導連接；所述上腔和下腔為完全對稱的結構，對合在一起；與漸變線相接的輸入波導和輸出波導的邊緣成周期性的波浪形。

所述周期性的波浪形為周期性的半圓弧。

能量從輸入波導經過漸變線分別耦合到上腔和下腔的各層電路上，每層經過MMIC電路對能量放大后，再經過各層漸變線轉換至輸出波導中能量合成。

本發明的有益效果：

(1)可靠性好：去除了中間墊片的結構，漸變線不易被擠壓變形損壞。

(2)生產一致性好：兩瓣對稱結構的腔體取代原來的三層式結構，加工吻合精度要求低，一致性和可生產性大大提高。

(3)合成輸出效率高、插入損耗小：采用周期型波導結構結合漸變線，損耗低，合成效率高。

(4)工作頻帶寬：去除墊片后，破壞腔體與墊片形成的介質凹槽，帶內不易諧振；使用周期性波導結構，有效展寬了工作帶寬。

(5)結構緊湊，便于應用：周期性波導過渡結構使得漸變線長度更短，結構可實現更短的尺寸。

(6)合理優化了波導結構，與漸變線相接的波導結構采用周期性的半圓弧結構，優化了合成功率放大器的駐波比，插入損耗優秀于單一漸變結構，起到良好的模式過渡。并且優化后的漸變線在實現相同指標的情況下尺寸大為縮小，結構更為緊湊。

附圖說明

圖1為現有功率合成放大器三層結構示意；

圖2為現有的功率合成放大器分解結構示意圖；

圖3為現有的內部電路安放在腔體內的結構示意圖；

圖4為本發明周期半圓弧波導結構示意圖；

圖5為本發明上腔和下腔腔內的結構示意圖；

圖6為本發明功率合成放大器分解結構示意圖；

圖7為本發明內部電路安放在腔體內的結構示意圖；

其中，1.上腔，2.下腔，3.墊片，4.輸入波導，5.輸出波導，6.漸變線，7.MMIC電路，8.周期性的半圓弧。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。

如圖4-5，能提高可生產性和一致性的毫米波波導合成放大器結構，包括上腔1和下腔2，所述上腔1的腔體內安裝有輸入波導4，所述輸入波導4通過漸變線6與MMIC電路7的輸入端連接，所述MMIC電路7的輸出端通過漸變線6與輸出波導5連接；所述上腔1和下腔2為完全對稱的結構，對合在一起；與漸變線6相接的輸入波導4和輸出波導5的邊緣成周期性的波浪形。

所述周期性的波浪形為周期性的半圓弧8。