[發明專利]一種用于6-18GHz頻段射頻信號的功率放大器及其功率放大方法

在審

• 申請號: 202110351418.7
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113098413A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 呂濤
• 申請（專利權）人: 綿陽天赫微波科技有限公司
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03F3/189
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 周自維

本發明公開了一種用于6?18GHz頻段射頻信號的功率放大器及其功率放大方法，包括信號輸入同軸連接器、功率分配模塊、功率合成模塊、信號輸出同軸連接器和若干末級放大芯片，該功率分配模塊配置為功分微帶，該功分微帶的輸入端與該信號輸入同軸連接器連接，該功分微帶的輸出端與該末級放大芯片的輸入端連接，該功率合成模塊配置有微帶?單脊波導復合型功率合成結構，該微帶?單脊波導復合型功率合成結構的輸入端與該末級放大芯片的輸出端連接，該微帶?單脊波導復合型功率合成結構的輸出端與該信號輸出同軸連接器耦合。對于6?18GHz射頻信號的功率放大，本發明具有合成效率高、體積小和重量輕的特點。

技術領域

本發明涉及功率放大器領域，具體而言，涉及一種用于6-18GHz頻段射頻信號的功率放大器及其功率放大方法。

背景技術

目前在6-18GHz這個頻率范圍內，固態功率放大器的合成方式按照傳輸線類型的不同，主要分類3類：微帶型多路合成、同軸型多路合成和波導型多路合成。

現有8路放大器模塊基本原理框圖如圖1所示，主要分為以下幾個部分：驅動放大器(Driver)、8路功率分配器(Divider-8Way)、末級放大器(Amp)、8路功率合成器(Combiner-8Way)、正向耦合(FP)和反向耦合(RP)。傳統的設計思路一般是采用微帶傳輸線設計8路功率分配器和8路合成器，而將輸入輸出端口設計為同軸連接器端口以便于和測試儀器互聯；其主要的不足之處有以下幾個方面：

(1)6-18GHz屬于超寬帶工作頻率，微帶傳輸線設計功分器和合成器時必須考慮寬帶的阻抗匹配，由此設計的功分合成器在傳輸方向上的尺寸會比較長，由此帶來的插入損耗較大；

(2)由于功放模塊集成的芯片MMIC數量較多，合成端輸出的功率一般在50W-100W左右，而目前6-18GHz單片芯片MMIC的輸出功率最大在10W-20W之間，常用的0.254mm厚度的RO5880板材承受不了這么大的輸出功率，需選用0.508mm厚度的RO5880板材設計合成器。但基板材料越厚，信號插入損耗越大；

(3)同軸線類型設計的功分合成器可以有效降低鏈路損耗，但是8路同軸徑向功分合成的體積較大，不利于模塊化的集成設計；

(4)傳統的矩形波導則是工作頻率范圍無法完整覆蓋6-18GHz頻率范圍，且矩形波導功分合成的體積也較大，因此也不適用于該頻率范圍內的多路MMIC做功率合成。

發明內容

本發明的目的包括提供一種用于6-18GHz頻段射頻信號的功率放大器，其針對用于6-18GHz頻段射頻信號的功率放大器而設計，其具有合成效率高、體積小和重量輕的特點。

本發明的目的包括提供一種用于6-18GHz頻段射頻信號的功率放大器，其針對6-18GHz頻段射頻信號的功率放大方法而設計，其具有合成效率高、體積小和重量輕的特點。

本發明的實施例通過以下技術方案實現：

一種用于6-18GHz頻段射頻信號的功率放大器，包括信號輸入同軸連接器、功率分配模塊、功率合成模塊、信號輸出同軸連接器和若干末級放大芯片，該功率分配模塊配置為功分微帶，該功分微帶的輸入端與該信號輸入同軸連接器連接，該功分微帶的輸出端與該末級放大芯片的輸入端連接，該功率合成模塊配置有微帶-單脊波導復合型功率合成結構，該微帶-單脊波導復合型功率合成結構的輸入端與該末級放大芯片的輸出端連接，該微帶-單脊波導復合型功率合成結構的輸出端與該信號輸出同軸連接器耦合，該微帶-單脊波導復合型功率合成結構用于合成若干該末級放大芯片的輸出信號。

在本發明的一實施例中，所述微帶-單脊波導復合型功率合成結構包括一級合成微帶和二級合成單脊波導，該一級合成微帶的輸入端與該末級放大芯片的輸出端連接，該一級合成微帶的輸出端與該二級合成單脊波導的輸入端耦合，該二級合成單脊波導的輸出端與該信號輸出同軸連接器耦合。