[实用新型]一种C波段空间功率合成固态功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及卫星通信、微波通信和散射通信领域，特别是涉及一种使用空间功率合成技术的固态功率放大器，可广泛应用关于卫星通信和微波通信等通信系统中。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的迅速发展，对功率放大器的带宽、效率以及输出功率的要求也与日俱增。然而固态功率器件受自身半导体物理特性的影响以及加工工艺、散热、阻抗匹配等问题的限制，器件输出功率非常有限，而且工作频率越高，单芯片输出功率水平越低。因此人们采用多个固态功率器件进行功率合成，有效提高功率放大器系统的输出功率。

传统的电路合成技术采用威尔金森电桥、分支线电桥、lange桥等功分/合成网络，应用广泛，但平面传输线损耗大，合成效率随合成网络级数增加显著下降，因而限制了放大器的数量，无法满足高效率和大功率的要求。近年来提出的空间功率合成技术最大的优点在于合成效率高，适合多器件合成得到大功率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种C波段空间功率合成固态功率放大器，解决了现有技术中单个功率器件输出功率低，平面合成方式损耗大、合成效率低的缺点。该放大器具有体积小、合成效率高、输出功率大的特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案来实现：一种C波段空间功率合成固态功率放大器，其特征在于：包括上腔体1、H形中间压块2和下腔体3；上腔体1和下腔体3上下对称设置且在上腔体1和下腔体3中部均设有放置H形中间压块2的凹槽，所述上腔体1和下腔体3相对的两个面沿矩形长边同一径向设有输入波导槽和输出波导槽；所述H形中间压块2与输入波导槽和输出波导槽相对位置分别设有输入波导端口和输出波导端口；所述上腔体1、H形中间压块2和下腔体3依次扣合后形成封闭的矩形输入波导和矩形输出波导；所述上腔体1与H形中间压块2之间设有上基板安装腔，H形中间压块2与下腔体3之间均设有下基板安装腔；上基板安装腔安装有上基板，下基板安装腔安装有下基板，上基板和下基板相对设置；

所述上基板设有微带印制板4、第一至第二功率放大单元5-1至5-2、第一至第四微带隔离器6-1至6-4、第一至第四隔离器压块7-1至7-4、第一至第二功率放大单元压块8-1至8-2和第一至第四穿心电容9-1至9-4；所述微带印制板4包括印制于上基板背面的输入同面鳍线天线10-1、输出同面鳍线天线10-2、输入槽线11-1和输出槽线11-2，以及印制于上基板上面的输入耦合微带线12-1、输出耦合微带线12-2和第一至第四直流偏置电路13-1至13-4；输入同面鳍线天线10-1的宽度逐渐变小转变为输入槽线11-1，输入耦合微带线12-1与输入槽线11-1垂直相交且相交的位置距输入槽线11-1终端为工作频率四分之一波长的位置；输入耦合微带线12-1的上端口经第一隔离器6-1与第一功率放大单元5-1的输入端口相连接，下端口经第二隔离器6-2与第二功率放大单元5-2的输入端口相连接；第一功率放大单元5-1的输出端口经第三隔离器6-3与输出耦合微带线12-2的上端口相连接，第二功率放大单元5-2的输出端口经第四隔离器6-4与输出耦合微带线12-2的下端口相连接；输出耦合微带线12-2与输出槽线11-2垂直相交且相交的位置距输出槽线11-2终端为工作频率四分之一波长的位置，输出槽线11-2天线的宽度逐渐变大转变为输出同面鳍线天线10-2；每个功率放大单元的电源输入端口连接有穿心电容，偏置电源输入端口连接有直流偏置电路；

所述下基板与上基板结构完全相同，下基板与上基板射频信号的输入端和输出端均对应设置；

射频信号由输入波导端口输入，依次经输入同面鳍线天线10-1、输入槽线11-1、输入耦合微带线12-1分为两路射频信号；其中一路射频信号经第一隔离器6-1输出至第一功率放大单元5-1，另一路射频信号经第二隔离器6-2输出至第二功率放大单元5-2；第一功率放大器单元5-1将收到的射频信号进行放大经第三隔离器6-3输出至输出耦合微带线12-2，第二功率放大器单元5-2将收到的射频信号进行放大经第四隔离器6-4输出至输出耦合微带线12-2；这两路射频信号经输出槽线11-2合成一路射频信号并由输出同面鳍线天线10-2输出至输出波导端口。

其中，所述上腔体1、H形中间压块2和下腔体3采用销钉定位并用螺钉固定。

其中，上腔体1上表面和下腔体3下表面均安装有散热片。

本实用新型利用空间功率合成结构对输入射频信号进行分路，将分路后的信号进行放大，然后采用同样的空间合成结构将放大后的信号合成并输出，可实现大功率输出，同时具有高的合成效率。