[实用新型]GaN多芯片合成的大功率微波器件防振荡宽带匹配电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于C 波段GaN多芯片合成的微波大功率器件防振荡宽带匹配电路，属于微波器件技术领域。

背景技术

现代雷达系统对微波功率器件的总体要求是输出功率大、功率密度高、宽工作频带、较高的发射效率、能线性工作以及低成本和高可靠性。输出功率达百瓦级以上的C波段GaN微波大功率器件，一般需要进行多芯片合成。单芯片GaN的输入输出阻抗都比较低，需要进行器件内匹配，来提升器件的输入输出阻抗。由于微型化和低成本的要求，器件一般采用通用的封装管壳进行器件封装，而且器件的输入输出阻抗都匹配到50欧姆。器件内匹配通常的匹配方式是第一级匹配采用集总参数的T型匹配。第二级采用功率分配器和功率合成器的方式匹配到50欧姆。功率分配器和功率合成器除了具有功率分配或合成和阻抗匹配功能外，还需要防止器件内部形成反馈导致的奇模振荡。

实用新型内容

为解决现有技术可能发生的内部振荡，本实用新型的目的在于提供一种适用于C 波段GaN多芯片合成的微波大功率器件防振荡宽带匹配电路。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种GaN多芯片合成的大功率微波器件防振荡宽带匹配电路，其特征是，包括封装在封装管壳内依次连接的输入匹配电路、GaN芯片和输出匹配电路；

所述的输入匹配电路分为两级，第一级为T型匹配网络，第二级为N路功率分配器；

所述的输出匹配电路分为两级，第一级为T型匹配网络，第二级为N路功率合成器；

所述T型匹配网络由N个第一串联电感、匹配电容和第二串联电感构成的单元组成；第一串联电感和第二串联电感串联，其共接端经输入匹配电容接地；

所述N路功率分配器包括二级，第一级由一个输入端口导出成两个输出端口，第二级由两个输出端口导出成N个输出端口；

所述N路功率合成器包括二级，第一级由N个输入端口导出成两个输出端口，第二级由两个输出端口导出成一个输出端口。

所述T型匹配网络的阻抗变换Q值设置有一上限。

所述T型匹配网络中的匹配电容旁设有微调电容块；匹配电容和微调电容块通过键合金丝连接。

匹配电容中包括两个并联的匹配电容，两个并联的匹配电容之间设有隔离电阻。

第一串联电感、第二串联电感均由键合金丝实现。

所述N路功率分配器输出端口的相位不一致性控制在5度以内。

所述N路功率分配器的输出端设置有隔离电阻。

GaN芯片数N为不小于4的偶数。

本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型采用了两级匹配的方式实现宽带匹配。在T型匹配中的电容之间增加了隔离电阻，防止器件发生奇模振荡。功率分配器的传输线比较宽，没有电迁移现象，不会出现长期可靠性问题。功率分配器输出端和功率合成器输入端各金丝键合点的相位不一致性控制在5度以内,保证了器件整体的输出功率和合成效率。在功率分配器的输出端口和功率合成器输入端采用隔离电阻，增加器件各个端口的隔离度和回波损耗，防止器件发生奇模振荡。

附图说明

图1是器件防振荡宽带匹配原理图；

图2是器件的物理实现示意图；

图3是六路功率分配器和功率合成器结构示意图；

图4 是输入、输出匹配电容示意图；

图中附图标记的含义：

1.RF2417SPC-E封装；2. 输入匹配电容；3.GaN芯片；4.输出匹配电容；5.输入端；6. 输出端；7.功率分配器；8.功率合成器；9.键合金丝；

71，72，73 ：隔离电阻；P1，P2，P3，P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12: 键合金丝点；

21，22 ：匹配电容；24，25：微调电容块；23: 隔离电阻。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1和图2所示，本实用新型涉及的一种适用于C 波段GaN多芯片合成的微波大功率器件防振荡宽带匹配电路，包括封装管壳1、输入匹配电路、输出匹配电路以及GaN芯片3；