[发明专利]一种功率合成放大器

说明书

技术领域

本发明涉及微型电子设备领域，具体涉及一种功率合成放大器。

背景技术

功率放大器是微波毫米波系统的关键部件之一，早期的微波频段功率放大主要通过真空管器件实现，尤其第二次世界大战期间雷达系统的应用对大功率微波技术产生了巨大的推动作用，磁控管和速调管也得到了应用，并带动了行波管技术的发展。微波固态功率器件是20世纪70年代发展起来的，相比于真空管放大器，固态功率放大器以重量轻、尺寸小、可靠性高、成本低等优点备受人们青睐，其应用也日益广泛。由于固态高功率器件受散热、阻抗匹配和工艺等条件的限制不易实现，必须采用功率合成技术将多个MMIC功放芯片进行合成来实现高功率放大器。

发明内容

本发明旨在提出一种使用双晶体进行加速度灵敏度补偿的高功率放大器。

本发明的技术方案在于：

一种功率合成放大器，由驱动MMIC芯片、分支波导耦合器、E面波导-微带双探针组成、MMIC芯片；其中，MMIC芯片一端通过分第一E面波导-微带双探针连接第一分支波导耦合器；另一端通过第二E面波导-微带双探针连接第二分支波导耦合器；驱动MMIC芯片、第一分支波导耦合器、第一E面波导-微带双探针、4个并列MMIC芯片、第二E面波导-微带双探针组成与第二支波导耦合器依次串联。

优选地，所述的分支波导耦合器由输入端、隔离端、直通端以及耦合端共4个端口组成。

优选地，所述的E面波导-微带双探针由E面、同侧面、对面放置的双探针结构构成。

或者优选地，所述的MMIC芯片采用Ku波段20w的GaNMMIC单片。

或者优选地，所述的驱动MMIC芯片是Ku波段6.3w的GaAsMMIC单片。

本发明的技术效果在于：

本发明设计了一种Ku波段80W固态功率合成放大器，实现了全国产化的Ku波段大功率放大器。本发明在结构上具有较强的扩展性，通过级联高效率波导功分/合成网络实现有望实现更大功率的输出。

附图说明

图1为本发明一种功率合成放大器的结构示意图。

具体实施方式

一种功率合成放大器，由驱动MMIC芯片、分支波导耦合器、E面波导-微带双探针组成、MMIC芯片；其中，MMIC芯片一端通过分第一E面波导-微带双探针连接第一分支波导耦合器；另一端通过第二E面波导-微带双探针连接第二分支波导耦合器；驱动MMIC芯片、第一分支波导耦合器、第一E面波导-微带双探针、4个并列MMIC芯片、第二E面波导-微带双探针组成与第二支波导耦合器依次串联。

其中，分支波导耦合器由输入端、隔离端、直通端以及耦合端共4个端口组成。E面波导-微带双探针由E面、同侧面、对面放置的双探针结构构成。MMIC芯片采用Ku波段20w的GaNMMIC单片。驱动MMIC芯片是Ku波段6.3w的GaAsMMIC单片。

分支波导耦合器是一种常用的3dB正交混合电桥，其主要由输入端、隔离端、直通端以及耦合端共4个端口组成，其中直通端和耦合端作为输出口，且两输出信号存在90°的相位差。其特性是：当所有端口匹配时，由端口1输入的功率在端口2和3之间平分且有90°的相位差，端口4无输出，仅作为隔离端口。

MMIC芯片是固态功率放大器的核心，设计采用的驱动MMIC芯片是Ku波段6.3w的GaAsMMIC单片，芯片采用的是Ku波段20w的GaNMMIC单片，上述两种单片均为国产MMIC功放芯片。在微波毫米波MMIC单片的使用过程中，微带与芯片的连接，芯片的直流供电均采用金丝键合的方式，同时芯片的安装主要采用共晶焊接技术安装在钨铜载体上。在安装芯片时需注意芯片的偏置电路金丝尽可能短减少压降损耗，同时对多芯片的偏置电路金丝保持一致，确保供给各芯片的电压相同，在电流较大的地方采用多根金丝并联供电；微带与芯片输入输出端口一般采用两根金丝连接，且金丝尺寸也需尽可能短，以减少不连续性所带来的损耗。

本发明所述的功率放大器为脉冲工作方式，要提高效率，减小对散热的要求，必须对电源进行调制，调制电路采用漏级电源调制电路；另外，由于使用的功率单片采用双电源供电方式，为确保正确的加电顺序，必须引入上电时序保护电路，保证上电时先加栅压后加漏压，而断电时先断漏压后断栅压。