一種Q波段43.5G～45.5G固態功率放大器12W模塊的制作方法

本實用新型涉及電子技術領域，尤其是微波高頻固態大功率放大器。

背景技術：

微波功放目前已經廣泛的應用于空間電子、雷達、衛星、氣象預警、公路交通、民航系統、電子對抗、通信系統、環境監測、遙感測量等多種尖端科技中，是目前研究的熱點領域。當前微波固態功放具有體積小、效率高、易集成、使用方便等優點。而微波固態功放是否具備足夠大的發射功率是其能否在系統中可靠工作的重要因素。單個MMIC功放芯片的功率輸出有限，無法達到一些系統正常工作所需要的功率，特別是在大功率應用場合。為了滿足微波固態功放對功率的需求，通常采用微波功率合成技術實現。微波功率合成技術經過近年來的高速發展，已發展成為管芯型功率合成、電路型功率合成、空間功率合成和混合型功率合成等幾個研究方向，本實用新型屬于空間功率合成技術的一種實現形式。

現有技術方案如圖1所示，采用多個微波功率放大芯片或者微波功率放大器件(行波管/速調管)實現功率合成。每個微波功率放大芯片或者微波功率放大器件具有相同的性能參數，以保證射頻信號在經過微波功率放大芯片或器件實現功率放大的過程中的幅度和相位的一致性。在微波功率放大芯片或器件的射頻信號輸出前端，是經過功率分配器對輸入該功分器的信號進行分配后形成的的若干路等幅同相的射頻信號。微波功率放大芯片或器件輸出末端，便是放大后的射頻信號，再經過若干路微波功率器實現功率合成輸出。圖1所示的現有技術具有以下缺點：

1.各系統在不同應用場合下功率需求的差異，微波功率放大芯片或器件數目必然不同，使得功率放大器整個功分合成網絡需要重新設計，需要耗費大量時間，降低設計效率，不利于工程化應用。

2.各系統在不同應用場合下功率需求的差異，微波功率放大芯片或器件數目必然不同，系統的功率分配器的輸出射頻信號與功率合成器的輸入射頻信號難以達到良好的幅度和相位的一致性。

3.現有技術使得微波功率放大芯片或器件在系統的各功率分配支路上單獨工作，需要單獨供電，因此系統難以達到較高的合成效率。

4.現有技術使得微波功率放大芯片或器件在系統的各功率分配支路上單獨工作，各支路間需要采取相應的隔離措施，以防止信號間的干擾。在支路較多的情況下，系統的體積會變得異常龐大，不利于小型化應用。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種Q波段43.5G～45.5G固態功率放大器12W模塊。采用如下技術方案：

一種Q波段43.5G～45.5G固態功率放大器12W模塊，包括兩個波導魔T模塊、8路TGA4046微波集成電路模塊。其中波導魔T模塊分別連接該Q波段43.5G～45.5G固態功率放大器12W模塊的波導輸入口和輸出口，連接固態功率放大器12W模塊輸入口的波導魔T對進入該固態功率放大器的射頻信號實現傳輸和信號平均分配；連接固態功率放大器12W模塊輸出口的波導魔T對該固態功率放大器模塊處理后的射頻信號進行兩路合成并實現信號輸出，8路TGA4046微波集成電路模塊位于該固態功率放大器12W模塊內的兩波導魔T之間，以實現對進入該固態功率放大器12W模塊信號的功率放大。

所述的Q波段43.5G～45.5G固態功率放大器12W模塊，所述一個波導魔T模塊的信號輸入端在該模塊中是相對放置，實現的是基于波導魔T模塊的四路功率合成。

所述的Q波段43.5G～45.5G固態功率放大器12W模塊，所述8路TGA4046微波集成電路模塊包括在4個小腔體內，每個腔體內含有兩個背靠背插的Triquint公司的TGA4046功率放大芯片。

有益效果：

1、模塊內采用波導魔T來完成模塊的功率的輸入分配與輸出合成任務，由于波導魔T結構具有高度的對稱性，因此能夠完全保證射頻信號良好的幅度和相位一致性。從而使得模塊具有較高的功率合成效率。

2、采用Triquint公司的TGA4046功率放大芯片。TGA4046芯片的供電電壓Vd＝6V、Id＝2A，輸出功率可達33dBm，是目前Q波段43.5G～45.5G最大的商用MMIC。正常工作時，使用壽命可達1000000小時，能保證模塊長期穩定可靠地工作。

3、采用8個Triquint公司的TGA4046功率放大芯片。TGA4046增益高達16dB以上，單個該MMIC無法達到模塊所需功率，采用8路該MMIC合成來保證41dBm的輸出功率。

4、采用8個Triquint公司的TGA4046功率放大芯片，背靠背置于4個小腔體中，使得整個模塊體積只有60mm×30mm×20mm。

附圖說明

圖1為本實用新型Q波段43.5G～45.5G固態功率放大器12W模塊內部結構示意圖；

圖2為本實用新型的波導魔T結構示意圖；

圖3為本實用新型使用的TGA4046芯片的外形圖；

圖4為本實用新型使用的TGA4046芯片的主要指標；

主要原件符號說明：輸入波導口1、隔離端2、8路MMIC合成3、T型功分4、輸出波導口5、MMIC6

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。

實施例1

如圖2所示，Q波段43.5G～45.5G固態功率放大器12W模塊，其內部包括兩個波導魔T模塊、8路TGA4046微波集成電路模塊。8個MMIC6在小腔體內背靠背放置，故其相位相差180度，MMIC末端通過對稱的微帶-波導過渡結構將射頻信號傳輸到輸出端波導魔T的輸入端波導內。對整個模塊在Q頻段43.5G～45.5G的仿真結果顯示，整個模塊的損耗在0.23dB，端口反射衰減很大，在23.4dB以上，從而確保射頻信號有效地傳輸。

實施例2

Q波段43.5G～45.5G固態功率放大器12W模塊，其內部包含兩個波導魔T結構如圖3所示。圖示向外的一端2為隔離端，作為功分結構時，圖示朝上的一端為波導輸入端，左右兩端為經過魔T對輸入信號進行等幅同相分配后的波導輸出端口。對該結構在Q頻段43.5G～45.5G的仿真結果顯示，輸入端至輸出端的損耗只有3dB，端口反射衰減均在28dB以上，魔T的兩輸出端口之間的衰減在27dB以下，可見該結構的兩路輸出信號之間具有良好的隔離度，從而確保射頻信號有效地傳輸。

實施例3

Q波段43.5G～45.5G固態功率放大器12W模塊，其內部包含8個微波功率放大芯片TGA4046結構，如圖4所示。該芯片是以微波研究領域廣泛應用的GaAs為材料、由Triquint公司研制而成。產品資料顯示，在Q波段43.5G～45.5G的飽和輸出功率在33dBm以上，1dB壓縮點的輸出功率在32dB以上。該芯片的尺寸非常小，僅有3.45mm×4.39mm×0.10mm，該固態功率放大器12W模塊的制作需要專業的微組裝技術實現。

應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。