[发明专利]一种毫米波功率放大器

说明书

本申请公开了一种毫米波功率放大器，包括信号输入端，信号输出端，功率匹配单元，功率分配合成匹配单元和集成放大单元，功率匹配单元包括输出匹配单元，输出匹配单元包括第一金属层和包括串联传输线的第二金属层，第一金属层的表面蚀刻有第一U型槽、第二U型槽和第三U型槽；第二U型槽与第三U型槽位于第一U型槽内部，第一U型槽的开口分别与第二U型槽、第三U型槽的开口相对，第一U型槽的两个侧边分别与第二U型槽、第三U型槽的一个侧边相接。本申请中的输出匹配单元上的第一U型槽、第二U型槽和第三U型槽的蚀刻结构工作时可抑制谐波，能提升毫米波功率放大器的效率，由于本申请不增加电路尺寸，而且线路简单，具有较高的商业价值。

技术领域

本发明涉及毫米波通信技术领域，特别涉及一种毫米波功率放大器。

背景技术

近些年，随着微波低频频谱资源逐渐耗尽，毫米波资源在军用和民用领域越来越受到研究人员的重视。毫米波功率放大器作为毫米波通信系统中的关键组件，主要起到提升系统输出功率的作用。

现有技术中，毫米波放大器通常包括信号输入端，信号输出端，功率匹配单元，以及集成放大单元。当需要大功率输出时还会引入功率分配合成匹配单元。

在毫米波功率放大器的研究中，高效率一直是功率放大器亟待解决的难题和追求的目标。通常提升功率放大器效率的方法有Doherty技术、E/F类功率放大器技术、DPD技术等。在保证输出功率的同时，Doherty技术属于负载调制架构，需要再增加一路支路提高回退情况下的效率，体积成倍增加，线性度降低；DPD技术电路复杂，技术难点极高。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案，是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种效率更高的毫米波功率放大器。其具体方案如下：

一种毫米波功率放大器，包括信号输入端，信号输出端，功率匹配单元，功率分配合成匹配单元和集成放大单元，所述功率匹配单元包括输出匹配单元，所述输出匹配单元包括第一金属层和包括串联传输线的第二金属层，所述第一金属层的表面蚀刻有第一U型槽、第二U型槽和第三U型槽；其中，所述第二U型槽与所述第三U型槽位于所述第一U型槽内部，所述第一U型槽的开口分别与所述第二U型槽、所述第三U型槽的开口相对，所述第一U型槽的两个侧边分别与所述第二U型槽、所述第三U型槽的一个侧边相接。

优选的，所述第一U型槽、所述第二U型槽、所述第三U型槽的槽线宽均为20um。

优选的，所述第一U型槽的侧边长为3380um，所述第二U型槽、所述第三U型槽的侧边长为1280um。

优选的，所述第一U型槽的底边与所述第二U型槽和所述第三U型槽的底边均相距1455um。

优选的，所述第一金属层还包括接地的TSV背孔。

优选的，所述毫米波功率放大器包括六个所述集成放大单元、四个所述功率匹配单元和五个所述功率分配合成匹配单元，其中，

六个所述集成放大单元分别为两个功率驱动级单元和四个功率放大级单元；

四个所述功率匹配单元分别为一个输入匹配单元、两个级间匹配单元和一个输出匹配单元；

五个所述功率分配合成匹配单元分别为一个第一功分匹配单元，两个第二功分匹配单元和两个功合匹配单元。

优选的，所述功率驱动级单元和功率放大级单元中均包括稳定网络。

优选的，所述功率驱动级单元包括管芯面积为1600um2的GaAs pHEMT管芯；所述功率放大级单元包括管芯面积为1600um2的GaAs pHEMT管芯。

优选的，所述信号输入端和所述信号输出端均包括：