[发明专利]一种用于6-18GHz频段射频信号的功率放大器及其功率放大方法

说明书

本发明公开了一种用于6‑18GHz频段射频信号的功率放大器及其功率放大方法，包括信号输入同轴连接器、功率分配模块、功率合成模块、信号输出同轴连接器和若干末级放大芯片，该功率分配模块配置为功分微带，该功分微带的输入端与该信号输入同轴连接器连接，该功分微带的输出端与该末级放大芯片的输入端连接，该功率合成模块配置有微带‑单脊波导复合型功率合成结构，该微带‑单脊波导复合型功率合成结构的输入端与该末级放大芯片的输出端连接，该微带‑单脊波导复合型功率合成结构的输出端与该信号输出同轴连接器耦合。对于6‑18GHz射频信号的功率放大，本发明具有合成效率高、体积小和重量轻的特点。

技术领域

本发明涉及功率放大器领域，具体而言，涉及一种用于6-18GHz频段射频信号的功率放大器及其功率放大方法。

背景技术

目前在6-18GHz这个频率范围内，固态功率放大器的合成方式按照传输线类型的不同，主要分类3类：微带型多路合成、同轴型多路合成和波导型多路合成。

现有8路放大器模块基本原理框图如图1所示，主要分为以下几个部分：驱动放大器(Driver)、8路功率分配器(Divider-8Way)、末级放大器(Amp)、8路功率合成器(Combiner-8Way)、正向耦合(FP)和反向耦合(RP)。传统的设计思路一般是采用微带传输线设计8路功率分配器和8路合成器，而将输入输出端口设计为同轴连接器端口以便于和测试仪器互联；其主要的不足之处有以下几个方面：

(1)6-18GHz属于超宽带工作频率，微带传输线设计功分器和合成器时必须考虑宽带的阻抗匹配，由此设计的功分合成器在传输方向上的尺寸会比较长，由此带来的插入损耗较大；

(2)由于功放模块集成的芯片MMIC数量较多，合成端输出的功率一般在50W-100W左右，而目前6-18GHz单片芯片MMIC的输出功率最大在10W-20W之间，常用的0.254mm厚度的RO5880板材承受不了这么大的输出功率，需选用0.508mm厚度的RO5880板材设计合成器。但基板材料越厚，信号插入损耗越大；

(3)同轴线类型设计的功分合成器可以有效降低链路损耗，但是8路同轴径向功分合成的体积较大，不利于模块化的集成设计；

(4)传统的矩形波导则是工作频率范围无法完整覆盖6-18GHz频率范围，且矩形波导功分合成的体积也较大，因此也不适用于该频率范围内的多路MMIC做功率合成。

发明内容

本发明的目的包括提供一种用于6-18GHz频段射频信号的功率放大器，其针对用于6-18GHz频段射频信号的功率放大器而设计，其具有合成效率高、体积小和重量轻的特点。

本发明的目的包括提供一种用于6-18GHz频段射频信号的功率放大器，其针对6-18GHz频段射频信号的功率放大方法而设计，其具有合成效率高、体积小和重量轻的特点。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种用于6-18GHz频段射频信号的功率放大器，包括信号输入同轴连接器、功率分配模块、功率合成模块、信号输出同轴连接器和若干末级放大芯片，该功率分配模块配置为功分微带，该功分微带的输入端与该信号输入同轴连接器连接，该功分微带的输出端与该末级放大芯片的输入端连接，该功率合成模块配置有微带-单脊波导复合型功率合成结构，该微带-单脊波导复合型功率合成结构的输入端与该末级放大芯片的输出端连接，该微带-单脊波导复合型功率合成结构的输出端与该信号输出同轴连接器耦合，该微带-单脊波导复合型功率合成结构用于合成若干该末级放大芯片的输出信号。

在本发明的一实施例中，所述微带-单脊波导复合型功率合成结构包括一级合成微带和二级合成单脊波导，该一级合成微带的输入端与该末级放大芯片的输出端连接，该一级合成微带的输出端与该二级合成单脊波导的输入端耦合，该二级合成单脊波导的输出端与该信号输出同轴连接器耦合。