一种微波宽带功率放大器的制作方法

本发明涉及雷达、通讯、电子对抗系统中微波功率放大器技术领域，尤其一种微波宽带功率放大器。

背景技术：

功率放大器是将一定工作频率和带宽的微弱射频小信号进行放大的一种装置。功率放大器主要包括前级放大单元PA1，末级放大单元PA2等部分，其原理为送进来的微弱射频小信号经过前级放大单元PA1放大到一定的功率，经过级间衰减器后，送入末级放大器进行功率放大。

在功率放大器的设计中需要将功率管的阻抗匹配到50欧姆，一般有微带线、同轴线等方式，这些匹配用的传输线跟工作频率有关，在P波段等微波低频段往往要求传输线的长度比较长，增大了电路尺寸。为解决功率放大器的电路小型化采用了螺旋线结构的巴伦结构，传统的做法为U形巴伦，尺寸比较大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于现有的功率放大器中的微波低频段中的传输线的长度比较长，增大了电路尺寸，因此在此提供一种微波宽带功率放大器。

一种微波宽带功率放大器，包括末级放大单元PA2、末级放大单元输入匹配、和末级放大单元输出匹配，末级放大单元输入匹配、末级放大单元PA2、末级放大单元输出匹配依次连接，所述的末级放大单元输出匹配采用螺旋线巴伦结构。。

进一步地，还包括前级放大单元PA1、衰减器S1，所述前级放大单元PA1、衰减器S1、末级放大单元输入匹配依次连接。

进一步地，所述末级放大单元输出匹配的匹配阻抗为50欧姆。

进一步地，所述末级放大单元输入匹配的匹配阻抗为50欧姆。

进一步地，所述末级放大单元输出匹配采用半硬电缆的巴伦结构。

进一步地，所述末级放大单元输入匹配的材料为SFF-25-1，长度为70mm。

进一步地，所述末级放大单元输出匹配的材料为SMT680-086/25，长度110mm。

进一步地，所述前级放大单元PA1和末级放大单元PA2分别为功率管，所述前级放大单元PA1漏极电压端口与末级漏极电压相连，前级放大单元PA1的栅极电压接口与末级放大单元PA2的栅极电压接口相连。

更进一步地，所述微波宽带功率放大的工作频率在P波段。

本发明的优点在于：

(1)本发明的工作带宽比较宽。使用巴伦结构的匹配电路工作带宽可以达到多个倍频程。

(2)本发明的输出功率比较大。输出端的半硬电缆耐受功率大，功率放大器的输出功率平均功率可以达到数百瓦量级。

(3)使用本功率放大器的PCB板的尺寸比较小并且容易散热。由于采用螺旋线的巴伦结构，将较长的半硬电缆的尺寸巧妙的进行绕制，缩小了体积。

(4)本发明中末级放大单元输入匹配采用的巴伦选用功率容量较小线径较细的柔性电缆，由于放大器的输入功率量级小，柔性电缆以便容易制作与安装。

(5)本发明中输出巴伦选择半硬电缆，由于末级放大单元PA2的输出功率在百瓦量级，输出匹配选用的巴伦需要有较大的功率容量和较低的损耗，这样可以适应大功率信号的传输。

附图说明

图1是本发明一种微波宽带功率放大器的原理框图。

图2是本发明一种微波宽带功率放大器的组成框图。

图3是本发明一种微波宽带功率放大器的螺旋巴伦结构在电路板上的安装示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种微波宽带功率放大器，包括前级放大单元PA1、衰减器S1、末级放大单元PA2、末级放大单元输入匹配、和末级放大单元输出匹配，所述前级放大单元PA1、衰减器S1、末级放大单元输入匹配、末级放大单元PA2、末级放大单元输出匹配依次连接。该微波宽带功率放大的工作频率在P波段，该放大器使得整个电路的在P波段的工作带宽可以达到多个倍频程。

所述的末级放大单元输出匹配采用螺旋线巴伦结构，采用半硬电缆绕制。优化的，材料为SMT680-086/25，长度110mm。输出端的半硬电缆耐受功率大，功率放大器的输出功率平均功率可以达到数百瓦量级,输出匹配选用的巴伦需要有较大的功率容量和较低的损耗，这样设计可以适应大功率信号的传输。

所述的末级放大单元输入匹配采用柔性电缆的巴伦结构，材料为SFF-25-1，长度为70mm。由于放大器的输入功率量级小，柔性电缆以便容易制作与安装。

所述末级放大单元输出匹配的匹配阻抗为50欧姆。末级放大单元输出端采用25欧姆半硬电缆绕制的螺旋线巴伦，进行平衡-不平衡转换和阻抗匹配，将功率管的输出阻抗变换到50欧姆。

所述末级放大单元输入匹配的匹配阻抗为50欧姆。末级放大单元输入端采用25欧姆柔性电缆的巴伦，进行平衡-不平衡转换和阻抗匹配，将50欧姆阻抗变换到复数阻抗，与功率管的输入阻抗共轭。

所述前级放大单元PA1和末级放大单元PA2分别为功率管，所述前级放大单元PA1漏极电压端口与末级漏极电压相连，前级放大单元PA1的栅极电压接口与末级放大单元PA2的栅极电压接口相连。通过高速驱动器件可以实现TTL对直流电源的调制，对加在功率管的栅极上的电源进行调制，使得功率管在TTL为高电平时栅压为高电平，功率管有漏极电流；TTL为低电平时栅压为低电平，功率管漏极电流为零。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。