[发明专利]能提高可生产性和一致性的毫米波波导合成放大器结构

说明书

技术领域

本发明涉及固态功率放大器技术领域，尤其涉及能提高可生产性和一致性的毫米波波导合成放大器结构。

背景技术

毫米波固态器件具有直流功耗低、可靠性高、电路结构紧凑、尺寸小和重量轻等优点，因而倍受人们关注，应用日益广泛。单个固态器件输出功率由于受自身半导体物理特性的限制而远远达不到功率应用，所以采用多个固态器件进行功率合成的方法来获得高功率输出是研究的热门。

基于毫米波波导空间的两层空间功率合成技术方案由于尺寸小，结构紧凑，在毫米波系统得到广泛应用，但由于其含有三个零件，三个零件之间需要紧密配合，加工精度要求高、宽频带合成效率低等问题，导致其难以实现规模化生产。基于毫米波波导空间合成技术由于波导口的限制，毫米波波导空间功率合成方案采用两层传输线的形式，如图1-3所示，腔体结构由上腔1、垫片3、下腔2构成，并把MMIC电路(单片微波集成电路)7和渐变线6分别装入上腔1，下腔2，由垫片3隔开。其结构中上腔1、垫片3和下腔2三个零件之间需要紧密配合，加工精度要求高。在67GHz以上的频段甚至要求销钉对接准确至10微米。渐变线与腔体、垫片结构的交叠时，介质片受挤压易变形，使得仿真模型与实际情况严重不符，回拨损耗恶化。介质与垫片、腔体围成的半封闭空间易谐振，导致在带宽范围内易出现严重抖动，宽带特性变差。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种毫米波波导合成放大器，利用过模波导的方式，采用两个对称结构的腔体，实现两路空间功率合成，相对于传统的波导两层空间功率合成放大器，减少了中间的垫片，降低了零件配合的精度，提高了放大器的可生产性和一致性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

能提高可生产性和一致性的毫米波波导合成放大器结构，包括上腔和下腔，所述上腔的腔体内安装有输入波导，所述输入波导通过渐变线与MMIC电路的输入端连接，所述MMIC电路的输出端通过渐变线与输出波导连接；所述上腔和下腔为完全对称的结构，对合在一起；与渐变线相接的输入波导和输出波导的边缘成周期性的波浪形。

所述周期性的波浪形为周期性的半圆弧。

能量从输入波导经过渐变线分别耦合到上腔和下腔的各层电路上，每层经过MMIC电路对能量放大后，再经过各层渐变线转换至输出波导中能量合成。

本发明的有益效果：

(1)可靠性好：去除了中间垫片的结构，渐变线不易被挤压变形损坏。

(2)生产一致性好：两瓣对称结构的腔体取代原来的三层式结构，加工吻合精度要求低，一致性和可生产性大大提高。

(3)合成输出效率高、插入损耗小：采用周期型波导结构结合渐变线，损耗低，合成效率高。

(4)工作频带宽：去除垫片后，破坏腔体与垫片形成的介质凹槽，带内不易谐振；使用周期性波导结构，有效展宽了工作带宽。

(5)结构紧凑，便于应用：周期性波导过渡结构使得渐变线长度更短，结构可实现更短的尺寸。

(6)合理优化了波导结构，与渐变线相接的波导结构采用周期性的半圆弧结构，优化了合成功率放大器的驻波比，插入损耗优秀于单一渐变结构，起到良好的模式过渡。并且优化后的渐变线在实现相同指标的情况下尺寸大为缩小，结构更为紧凑。

附图说明

图1为现有功率合成放大器三层结构示意；

图2为现有的功率合成放大器分解结构示意图；

图3为现有的内部电路安放在腔体内的结构示意图；

图4为本发明周期半圆弧波导结构示意图；

图5为本发明上腔和下腔腔内的结构示意图；

图6为本发明功率合成放大器分解结构示意图；

图7为本发明内部电路安放在腔体内的结构示意图；

其中，1.上腔，2.下腔，3.垫片，4.输入波导，5.输出波导，6.渐变线，7.MMIC电路，8.周期性的半圆弧。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图4-5，能提高可生产性和一致性的毫米波波导合成放大器结构，包括上腔1和下腔2，所述上腔1的腔体内安装有输入波导4，所述输入波导4通过渐变线6与MMIC电路7的输入端连接，所述MMIC电路7的输出端通过渐变线6与输出波导5连接；所述上腔1和下腔2为完全对称的结构，对合在一起；与渐变线6相接的输入波导4和输出波导5的边缘成周期性的波浪形。

所述周期性的波浪形为周期性的半圆弧8。