一种Q波段43.5G～45.5G固态功率放大器12W模块的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其是微波高频固态大功率放大器。

背景技术：

微波功放目前已经广泛的应用于空间电子、雷达、卫星、气象预警、公路交通、民航系统、电子对抗、通信系统、环境监测、遥感测量等多种尖端科技中，是目前研究的热点领域。当前微波固态功放具有体积小、效率高、易集成、使用方便等优点。而微波固态功放是否具备足够大的发射功率是其能否在系统中可靠工作的重要因素。单个MMIC功放芯片的功率输出有限，无法达到一些系统正常工作所需要的功率，特别是在大功率应用场合。为了满足微波固态功放对功率的需求，通常采用微波功率合成技术实现。微波功率合成技术经过近年来的高速发展，已发展成为管芯型功率合成、电路型功率合成、空间功率合成和混合型功率合成等几个研究方向，本实用新型属于空间功率合成技术的一种实现形式。

现有技术方案如图1所示，采用多个微波功率放大芯片或者微波功率放大器件(行波管/速调管)实现功率合成。每个微波功率放大芯片或者微波功率放大器件具有相同的性能参数，以保证射频信号在经过微波功率放大芯片或器件实现功率放大的过程中的幅度和相位的一致性。在微波功率放大芯片或器件的射频信号输出前端，是经过功率分配器对输入该功分器的信号进行分配后形成的的若干路等幅同相的射频信号。微波功率放大芯片或器件输出末端，便是放大后的射频信号，再经过若干路微波功率器实现功率合成输出。图1所示的现有技术具有以下缺点：

1.各系统在不同应用场合下功率需求的差异，微波功率放大芯片或器件数目必然不同，使得功率放大器整个功分合成网络需要重新设计，需要耗费大量时间，降低设计效率，不利于工程化应用。

2.各系统在不同应用场合下功率需求的差异，微波功率放大芯片或器件数目必然不同，系统的功率分配器的输出射频信号与功率合成器的输入射频信号难以达到良好的幅度和相位的一致性。

3.现有技术使得微波功率放大芯片或器件在系统的各功率分配支路上单独工作，需要单独供电，因此系统难以达到较高的合成效率。

4.现有技术使得微波功率放大芯片或器件在系统的各功率分配支路上单独工作，各支路间需要采取相应的隔离措施，以防止信号间的干扰。在支路较多的情况下，系统的体积会变得异常庞大，不利于小型化应用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种Q波段43.5G～45.5G固态功率放大器12W模块。采用如下技术方案：

一种Q波段43.5G～45.5G固态功率放大器12W模块，包括两个波导魔T模块、8路TGA4046微波集成电路模块。其中波导魔T模块分别连接该Q波段43.5G～45.5G固态功率放大器12W模块的波导输入口和输出口，连接固态功率放大器12W模块输入口的波导魔T对进入该固态功率放大器的射频信号实现传输和信号平均分配；连接固态功率放大器12W模块输出口的波导魔T对该固态功率放大器模块处理后的射频信号进行两路合成并实现信号输出，8路TGA4046微波集成电路模块位于该固态功率放大器12W模块内的两波导魔T之间，以实现对进入该固态功率放大器12W模块信号的功率放大。

所述的Q波段43.5G～45.5G固态功率放大器12W模块，所述一个波导魔T模块的信号输入端在该模块中是相对放置，实现的是基于波导魔T模块的四路功率合成。

所述的Q波段43.5G～45.5G固态功率放大器12W模块，所述8路TGA4046微波集成电路模块包括在4个小腔体内，每个腔体内含有两个背靠背插的Triquint公司的TGA4046功率放大芯片。

有益效果：

1、模块内采用波导魔T来完成模块的功率的输入分配与输出合成任务，由于波导魔T结构具有高度的对称性，因此能够完全保证射频信号良好的幅度和相位一致性。从而使得模块具有较高的功率合成效率。

2、采用Triquint公司的TGA4046功率放大芯片。TGA4046芯片的供电电压Vd＝6V、Id＝2A，输出功率可达33dBm，是目前Q波段43.5G～45.5G最大的商用MMIC。正常工作时，使用寿命可达1000000小时，能保证模块长期稳定可靠地工作。

3、采用8个Triquint公司的TGA4046功率放大芯片。TGA4046增益高达16dB以上，单个该MMIC无法达到模块所需功率，采用8路该MMIC合成来保证41dBm的输出功率。

4、采用8个Triquint公司的TGA4046功率放大芯片，背靠背置于4个小腔体中，使得整个模块体积只有60mm×30mm×20mm。

附图说明

图1为本实用新型Q波段43.5G～45.5G固态功率放大器12W模块内部结构示意图；

图2为本实用新型的波导魔T结构示意图；

图3为本实用新型使用的TGA4046芯片的外形图；

图4为本实用新型使用的TGA4046芯片的主要指标；

主要原件符号说明：输入波导口1、隔离端2、8路MMIC合成3、T型功分4、输出波导口5、MMIC6

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图2所示，Q波段43.5G～45.5G固态功率放大器12W模块，其内部包括两个波导魔T模块、8路TGA4046微波集成电路模块。8个MMIC6在小腔体内背靠背放置，故其相位相差180度，MMIC末端通过对称的微带-波导过渡结构将射频信号传输到输出端波导魔T的输入端波导内。对整个模块在Q频段43.5G～45.5G的仿真结果显示，整个模块的损耗在0.23dB，端口反射衰减很大，在23.4dB以上，从而确保射频信号有效地传输。

实施例2

Q波段43.5G～45.5G固态功率放大器12W模块，其内部包含两个波导魔T结构如图3所示。图示向外的一端2为隔离端，作为功分结构时，图示朝上的一端为波导输入端，左右两端为经过魔T对输入信号进行等幅同相分配后的波导输出端口。对该结构在Q频段43.5G～45.5G的仿真结果显示，输入端至输出端的损耗只有3dB，端口反射衰减均在28dB以上，魔T的两输出端口之间的衰减在27dB以下，可见该结构的两路输出信号之间具有良好的隔离度，从而确保射频信号有效地传输。

实施例3

Q波段43.5G～45.5G固态功率放大器12W模块，其内部包含8个微波功率放大芯片TGA4046结构，如图4所示。该芯片是以微波研究领域广泛应用的GaAs为材料、由Triquint公司研制而成。产品资料显示，在Q波段43.5G～45.5G的饱和输出功率在33dBm以上，1dB压缩点的输出功率在32dB以上。该芯片的尺寸非常小，仅有3.45mm×4.39mm×0.10mm，该固态功率放大器12W模块的制作需要专业的微组装技术实现。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。