一种高隔离度大规模阵列合成功率放大器的制作方法

本实用新型涉及功率放大器领域，特别是涉及一种高隔离度大规模阵列合成功率放大器。

背景技术：

矩形波导内的空间合成放大器由对称结构的单个“卡”构成，该卡上具有呈对称结构的多个功率器件，多个功率器件在波导腔内平行分布。但是由于波导腔的宽度有限，每个卡上能够容纳的天线和芯片数量有限。这种结构在频率高的毫米波段问题更为突出，因为内部空间小，平行叠加导致内部分割后的空间过小，无法放置微波芯片。这样导致阵列单元的数量很少，形成不了大规模的合成阵列。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种高隔离度大规模阵列合成功率放大器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高隔离度大规模阵列合成功率放大器，包括基座以及基座形成的波导腔，所述波导腔中设有多个叠加的卡，所述卡包括天线电路板以及设置于天线电路板上的至少一个放大器芯片，所述天线电路板上设有至少一个天线，每个放大器芯片的输入端和输出端分别与一天线的输入端和输出端连接，形成一放大通道。

进一步，所述多个叠加的卡中，每两个卡组成一个叠加单元，多个叠加单元平行放置，每个叠加单元的两个卡之间设有一金属隔板。

进一步，所述金属隔板的正面和背面均设有至少一个隔离腔室，每个隔离腔室用于容纳一放大通道，叠加单元的两个卡面对面放置在金属隔板的两端。

进一步，所述天线电路板放置在卡的正面，所述卡的背面设有至少一个隔离腔室，每个隔离腔室用于容纳一放大通道，所述多个卡平行放置。

进一步，所述至少一个隔离腔室的形状与天线电路板上的至少一个放大通道的轮廓形状相匹配，且隔离腔室还具有供天线的输入端和输出端伸出的通道。

进一步，所述天线电路板的背面设有至少一个钢笔尖电路，所述钢笔尖电路的尖端位于电线板的中间，且逐步向波导腔的波导壁展宽，钢笔尖电路将波导腔内的电场分割为大小一致、方向相同的两个场。

进一步，所述天线电路板的正面设有至少一个刀形电路，且刀形电路的刀背位置从波导壁处开始延伸，刀形电路的两末端分别为天线电路板的输入端和输出端。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种高隔离度大规模阵列合成功率放大器，包括基座以及基座形成的波导腔，波导腔中设有多个叠加的卡，卡包括天线电路板以及设置于天线电路板上的至少一个放大器芯片，天线电路板上设有至少一个天线，每个放大器芯片的输入端和输出端分别与一天线的输入端和输出端连接，形成一放大通道。本方案通过设置多个卡进行叠加，节约了合成空间，在实现大规模阵列合成的情况下，可以大大减少合成功率放大器的整体空间。

另外，通过对不同的卡之间设置隔离腔室，可以降低放大器芯片间的耦合，实现每个放大通道间的高度隔离，而且抑制了腔体内的高阶模式，展宽了工作带宽。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的高隔离度大规模阵列合成功率放大器的结构示意图；

图2是本实用新型的高隔离度大规模阵列合成功率放大器的具体实施例的结构图；

图3是本实用新型具体实施例的金属隔板的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提供了一种高隔离度大规模阵列合成功率放大器，包括基座1以及基座1形成的波导腔2，所述波导腔2中设有多个叠加的卡，所述卡包括天线电路板3以及设置于天线电路板3上的两个放大器芯片4，所述天线电路板3上设有一组对称的相位相差180度的天线，每个放大器芯片4的输入端和输出端分别与一天线的输入端和输出端连接，形成一放大通道，且每个放大通道设于波导腔2内设的一隔离腔室内。

进一步作为优选的实施方式，参照图2，所述多个叠加的卡中，每两个卡组成一个叠加单元，多个叠加单元平行放置，每个叠加单元的两个卡之间设有一金属隔板5。

进一步作为优选的实施方式，参照图3，所述金属隔板5的正面和背面均设有至少一个隔离腔室，每个隔离腔室用于容纳一放大通道，叠加单元的两个卡面对面放置在金属隔板5的两端。

进一步作为优选的实施方式，所述天线电路板3放置在卡的正面，所述卡的背面设有至少一个隔离腔室，每个隔离腔室用于容纳一放大通道，所述多个卡平行放置。

进一步作为优选的实施方式，所述对称的两个隔离腔室的形状与天线电路板3上的两个放大通道的轮廓形状相匹配，且隔离腔室还具有供天线的输入端和输出端伸出的通道。

进一步作为优选的实施方式，所述天线电路板3的背面设有至少一个钢笔尖电路，钢笔尖电路的尖端位于电线板的中间，且逐步向波导腔2的波导壁展宽，钢笔尖电路将波导腔2内的电场分割为大小一致、方向相同的两个场。

进一步作为优选的实施方式，所述天线电路板3的正面设有至少一个刀形电路31，且刀形电路31的刀背位置从波导壁处开始延伸，刀形电路31的两末端分别为天线电路板3的输入端和输出端。

本实用新型具体实施例一

参照图1～图3，一种高隔离度大规模阵列合成功率放大器，包括基座1以及基座1形成的波导腔2，波导腔2中设有多个叠加的卡，卡包括天线电路板3以及设置于天线电路板3上的两个放大器芯片4，天线电路板3上设有至少一个天线，每个放大器芯片4的输入端和输出端分别与一天线的输入端和输出端连接，形成一放大通道，且每个放大通道设于波导腔2内设的一隔离腔室内。

波导腔2为中部大两侧细长的结构，由于中部的腔体过大，如果两个放大通道之间没有隔离，会产生高阶模式。因此，如图2所示，本实施例中多个叠加的卡中，每两个卡组成一个叠加单元，多个叠加单元平行放置，每个叠加单元的两个卡之间设有一金属隔板5。金属隔板5的正面和背面均设有至少一个隔离腔室，每个隔离腔室用于容纳一放大通道，叠加单元的两个卡面对面放置在金属隔板5的两端。平行放置是指叠加单元放置时，其正面的朝向一致且平行。另外，每个卡还有对应的与天线电路板3匹配的基板，用于对卡进行保护。

优选的，本实施例中，天线电路板上设有一对相位相差180度的天线，每个天线的输入和输出端与一个放大器芯片的输入和输出端相连接。相应的，金属隔板5的正面和背面均设有对称的两个隔离腔室，图3是金属隔板的结构示意图，对称的两个隔离腔室的形状与天线电路板3上的两个放大通道的轮廓形状相匹配，且隔离腔室还具有供天线的输入端和输出端伸出的通道。金属隔板的金属壁内凹形成与放大通道轮廓相匹配的内凹腔，然后内凹腔设置一隔离条后，分成两个隔离腔室。对单个叠加单元来说，面对面放置可以提高内部空间的利用率，而且通过金属隔板的隔离腔室，将每个放大通道分开，这样既增加了不同放大通道间的隔离，实现每个放大通道间的高度隔离，降低了放大器芯片间的耦合，而且抑制了腔体内的高阶模式，展宽了工作带宽。

图2的结构中，基座1的数量为两个，在依次平行叠加的叠加单元的两端都有一个，用于容纳两端的卡。

本实例中，天线电路板3的背面设有至少一个钢笔尖电路，钢笔尖电路的尖端位于电线板的中间，且逐步向波导腔2的波导壁展宽，钢笔尖电路将波导腔2内的电场分割为大小一致、方向相同的两个场。对应的，天线电路板3的正面设有至少一个刀形电路31，且刀形电路31的刀背位置从波导壁处开始延伸，刀形电路31的两末端分别为天线电路板3的输入端和输出端。每个刀形电路31位于一钢笔尖路的电场中。

刀形电路31的两末端分别为天线电路板3的输入端和输出端，放大器芯片4的输入端和输出端分别与刀形电路31的两末端连接。由于刀形电路31的刀背位置从波导壁处开始延伸，对于分割后的两个电场，一个是电场的终点，一个是电场的起点，因此两个刀形电路31上的信号的相位相差180度。最后的合成信号的相位相差360度，可以同相叠加，不影响合成效率。

刀形电路31末端的电路具有微带线的形式，阻抗为50欧姆，可以和放大器芯片4的阻抗相匹配。可以形成非常有效的波导到微带线的过渡，实现与放大器芯片4的高效互联，降低了损耗。

通过本实施例的结构，首先每个卡上均有两个放大器芯片4，比传统结构增加了一倍的放大倍数。另外，可以在波导腔中设置多个卡，实现大规模阵列合成，而且，多个卡之间，通过金属隔板5进行隔离，占用的空间小，在实现大规模阵列合成的情况下，可以大大减少合成功率放大器的整体空间。

本实用新型具体实施例二

参照图1，一种高隔离度大规模阵列合成功率放大器，包括基座1以及基座1形成的波导腔2，波导腔2中设有多个叠加的卡，卡包括天线电路板3以及设置于天线电路板3上的两个放大器芯片4，天线电路板3上设有至少一个天线，每个放大器芯片4的输入端和输出端分别与一天线的输入端和输出端连接，形成一放大通道，且每个放大通道设于波导腔2内设的一隔离腔室内。

波导腔2为中部大两侧细长的结构，由于中部的腔体过大，如果两个放大通道之间没有隔离，会产生高阶模式。本实施例中，天线电路板3放置在卡的正面，卡的背面设有至少一个隔离腔室，每个隔离腔室用于容纳一放大通道，多个卡平行放置。优选的，本实施例中，天线电路板上设有一对相位相差180度的天线，每个天线的输入和输出端与一个放大器芯片的输入和输出端相连接。相应的，卡的背面设有对称的两个隔离腔室。设有隔离腔室的卡的具体结构原理与实施例一的金属隔板5类似，卡的背面的金属壁内凹形成与放大通道轮廓相匹配的内凹腔，然后内凹腔设置一隔离条后，分成两个隔离腔室。通过隔离腔室，将每个放大通道分开，这样既增加了不同放大通道间的隔离，实现每个放大通道间的高度隔离，降低了放大器芯片间的耦合，而且抑制了腔体内的高阶模式，展宽了工作带宽。本实例中，天线电路板3的背面设有至少一个钢笔尖电路，钢笔尖电路的尖端位于电线板的中间，且逐步向波导腔2的波导壁展宽，钢笔尖电路将波导腔2内的电场分割为大小一致、方向相同的两个场。对应的，天线电路板3的正面设有至少一个刀形电路31，且刀形电路31的刀背位置从波导壁处开始延伸，刀形电路31的两末端分别为天线电路板3的输入端和输出端。每个刀形电路31位于一钢笔尖路的电场中。

刀形电路31的两末端分别为天线电路板3的输入端和输出端，放大器芯片4的输入端和输出端分别与刀形电路31的两末端连接。由于刀形电路31的刀背位置从波导壁处开始延伸，对于分割后的两个电场，一个是电场的终点，一个是电场的起点，因此两个刀形电路31上的信号的相位相差180度。最后的合成信号的相位相差360度，可以同相叠加，不影响合成效率。

刀形电路31末端的电路具有微带线的形式，阻抗为50欧姆，可以和放大器芯片4的阻抗相匹配。可以形成非常有效的波导到微带线的过渡，实现与放大器芯片4的高效互联，降低了损耗。

通过本实施例的结构，首先每个卡上均有两个放大器芯片4，比传统结构增加了一倍的放大倍数。另外，可以在波导腔中设置多个卡，实现大规模阵列合成，而且，多个卡之间，通过卡背面的隔离腔室进行隔离，占用的空间小，在实现大规模阵列合成的情况下，可以大大减少合成功率放大器的整体空间。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。