专利名称：波导输入输出式微带放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非互易波导传输器件。
现有的波导微带放大器由输入波导-同轴-微带转换器、微带放大电路、输出微带-同轴-波导转换器、放大器电源供电电路及屏蔽盒组成。放大器电路采用固定级数的整体设计，其中匹配电路为整体式电路，微带采用五层结构，电路中接地以螺钉接地方式。其缺陷电路不易调试，放大器级数不能增加或减少，接地为软接触，接地效果欠佳，散热性能差，长期工作后器件性能易退化，功率大幅度下跌。
本发明的目的在于提供一种功率稳定、调试方便的波导输入输出式微带放大器。放大器电路采用多个分立式的方形金属小岛匹配电路，微带采用七层结构，用导体柱接地从而提高了微带放大器的可靠性。
图面说明
图1为本波导输入输出式微带放大器结构示意图。
图2为波导输入输出式微带放大器左侧视图，即输入端视图。
图3为波导输入输出式微带放大器右侧视图，即输出端视图。
图4为微带放大器电路结构框图。
图5为波导输入输出式微带放大器的等效电路图。
图6为单级放大电路A1n微带电路布置图。
图7为输出微波信号监视电路的微带电路布置图。
图8为输入波导-同轴-微带转换器和输出微带-同轴-波导转换器的剖视图。
图9为输入波导-同轴-微带转换器和输出微带-同轴-波导转换器的俯视图。
图10为复合微带结构示意图。
图11为屏蔽盒结构的示意图。
以下结合图面说明，详细描述本发明的具体内容。
本发明波导输入输出式微带放大器包括输入波导-同轴-微带转换器1、微带放大电路2、输出微带-同轴-波导转换器3、放大器电源电路4以及屏蔽盒5。其特征是微带放大电路2由多个单级放大电路A1n、级间耦合电容A2n和一个输出微波信号监视电路A3级联而成，其中单级微带放大电路A1n由场效应管A1n.1、输入输出匹配电路A1n.2和A1n.3、输入输出微带线A1n.4和A1n.5、栅漏偏置线A1n.6和A1n.12、栅极偏置电路中的防振微带电阻A1n.7、微带电容A1n.8、接地导体柱A1n.9、栅压引线通孔A1n.11、漏极偏置电路中高频旁路微带电容A1n.13、接地导体柱A1n.14、漏压引线通孔A1n.16构成，场效应管A1n.1通过两导体柱或螺钉A1n.17接地、匹配电路A1n.2和A1n.3均由位于输入输出微带线及场效应管A1n.1栅极和漏极附近的方形金属小岛构成，栅漏电压以绝缘细导线A1n.10和A1n.15穿过孔A1n.11和A1n.16分别加至栅漏偏置线的高阻线与扇形低阻线的交接处，接地导体柱用细铜棒从微带基片上穿过该基片小孔与加固接地铜板螺纹配接而成或用微带基片与加固接地铜板压焊时从基片小孔中压冒出的锡柱形成;输出微波信号监视电路A3由输入匹配电路A3.1、微带线A3.2和A3.3构成的耦合线、耦合臂上的检波二极管A3.6、二极管接地电容块A3.7及接地孔A3.8、检波输出线A3.4及检波输出线小孔A3.5、隔离臂上匹配电阻A3.9及微波短路金属块A3.10、滤波电感A3.13和电容A3.12及防静电烧毁二极管的电阻A3.14组成;单级微带放大器A1I的输入微带线A1I.4的输入端与输入波导-同轴-微带转换器1在I处连接，其输出微带线A1I.5的输出端接耦合电容A2I，其后依次连接相同的放大电路A1n和耦合电容A2n，最后耦合电容A2n与输出微波信号监视电路A3微带线A3.2的输入端连接，输出微波信号监视电路A3的一个直流检波输出端VDC与通信机中的告警电路连接，另一个输出微波信号微带线的输出端与输出-同轴-波导转换器3在0处连接。
放大器中的微带是一种由微带导带电路镀金层AD1、导带电路铜层AD2、介质填充层AD3、原始微带敷铜接地薄层AD4、接地镀金层AD5、接地锡焊层AD6、加固接地铜板层AD7构成的复合微带，该微带是由镀金后的微带片与加固接地铜板压焊而成。
金属屏蔽盒中间一层金属隔离层分别和上盖板51及下盖板52，使其分为上下二个空间Ⅰ和Ⅱ，如图11所示，微带放大电路布置在上半空间Ⅰ内，输入波导-同轴-微带转换器布置在屏蔽盒的左部，输出微带-同轴-波导转换器布置在屏蔽盒的右部，电源电路布置在下半空间Ⅱ内。为避免上盖板对微波电路的影响，在上盖板下方贴上一层吸收材料53。电源插座41和外电源连接。
输入波导-同轴-微带转换器1为由一段终端短路输入端开口的矩形波导管11，一根上端在Ⅰ处与微带放大器A1I的输入微带线连接、下端较粗圆柱体伸入波导中、其间以圆柱形聚四氟乙烯绝缘环13支撑的T形圆柱形金属棒12构成的转换装置。输出微带-同轴-波导转换器3与输入转换器1具有相同的结构。
同现有的技术比较，本方案具有以下优点
1.本微带放大器的级数A1n根据放大器最大增益设计，放大器具体工作级数A1n可根据所需放大器的具体增益自由选定。不同输出功率和不同级数的放大器可共用一个微带放大器实现。而现有微带放大器其级数是固定的。
2.微带线两侧设有多个分立式方形金属小岛，从中选出若干个小岛形成微带放大器的最佳匹配电路。现有技术中的匹配电路为整体式电路，不可能达到最佳匹配状态。
3.本微带放大器中的微带采用七层结构，是在现有的五层结构的微带接地金属层表面上焊上一层锡后与一定厚度铜板进行面焊接，这样解决了微带电路面接地问题。此外，接地导体柱用细铜棒从微带基片上方穿过微带基片中小孔与加固接地铜板螺纹配接而成或用微带基片与加固接地铜板压焊时从基片小孔中压冒出的锡柱形成，这样接地可靠。
4.本波导输入输出式微带放大器输出功率稳定，现有技术一般输出功率下降10～40%。
实施例微波发信机中用的波导输入输出式微带放大器采用本方案制作工作带宽为8.2～8.5GHz，输出功率为200mw或500mw，增益分别为21db和25db的微波功率放大器，级联放大器采用四级;耦合电容采用20PF;放大器中的微带电路采用七层结构，第一层为导带电路镀金层，第二层为导带电路铜层，第三层为介质层，第四层为原始接地铜层，第五层为镀金接地层，第六层为锡焊层，第七层为加固接地铜板;在管子的输入微带线两侧各布置21个金属小岛，每个小岛面积为1×1毫米，在输出微带线两侧各分布24个金属小岛，每个小岛面积为1×1毫米，作调试匹配电路时用，使用小岛的个数在调试中根据场效应管的参数确定，当输出功率为200mw时，微带放大器级数为三级，当输出功率为500mw时，微带放大器级数为四级。
权利要求
1.一种波导输入输出式微带放大器，包括输入波导-同轴-微带转换器1，微带放大电路2，输出微带-同轴-波导转换器3，放大器电源电路4以及屏蔽盒5，其特征在于微带放大电路2由多个单级放大电路A1n、级间耦合电容A2n和一个输出微波信号监视电路A3级联而成，其中单级微带电路A1n由场效应管A1n.1、输入输出匹配电路A1n.2和A1n.3、输入输出微带A1n.4和A1n.5、栅漏偏置线A1n.6和A1n.12、栅极偏置电路中的防振微带电阻A1n.7、微带电容A1n.8、接地导体柱A1n.9、栅压引线通孔A1n.11以及漏极偏置电路中高频旁路微带电容A1n.13、接地导体柱A1n.14以及漏压引线通孔A1n.16构成，场效应管A1n.1通过两导体柱或螺钉A1n.17接地，匹配电路A1n.2和A1n.3均由位于输入输出微带线及场效应管A1n.1栅极和漏极附近的方形金属小岛构成，栅漏电压以绝缘细导线A1n.10和A1n.15穿过通孔A1n.11和A1n.16分别加至栅漏偏置线的高阻线与扇形低阻线的交接处，接地导体柱用细铜棒从微带基片上方穿过该基片小孔与加固接地铜板螺纹配接而成，或用微带基片与加固接地铜板压焊时从基片小孔中压冒出的锡柱形成；输出微波信号监视电路A3由输入匹配电路A3.1、微带线A3.2和A3.3构成的耦合线、耦合臂上的检波二极管A3.6、二极管接地电容块A3.7及接地孔A3.8、检波输出线A3.4及检波输出线小孔A3.5、隔离臂上匹配电阻A3.9及微波短路金属块A3.10、滤波电感A3.13和电容A3.12及防静电烧毁二极管的电阻A3.14组成；微带放大器A11输入微带线A11.4的输入端与输入波导-同轴-微带转换器的输出微带线在Ⅰ处连接，其输出端A11.5接耦合电容A21，其后依次连接相同的放大电路A1n和耦合电容A2n，最后由耦合电容A2n与输出微波信号监视电路A3的输入微带线A3.2的输入端连接，输出微波信号监视电路A3一个直流检波输出端VDC与通信机中的告警电路连接，另一个输出微波信号微带线A3.2的输出端与输出微带-同轴-波导转换器在0处连接。
2.根据权利要求1的波导输入输出式微带放大器，其特征在于所述的微带是一种由微带导带电路镀金层AD1、导带电路铜层AD4、介质填充层AD3、原始微带敷铜接地薄层AD4、接地镀金层AD5、接地锡焊层AD6及加固接地铜板层AD7构成的复合微带，该微带是由镀金后的微带片与加固接地铜板压焊而成。
全文摘要
一种波导输入输出式微带放大器，其特征是微带放大器的级数可自行选择，在微带线两侧设有多个分立式方形金属小岛作为匹配电路，电路中的微带采用七层结构。同现有技术比较具有放大级数可调，易达到最佳匹配状态，接地可靠，输出功率稳定等优点。可广泛应用于微波通信、导航、卫星地面站及雷达等系统中。
文档编号H03F3/60GK1076814SQ92108649
公开日1993年9月29日 申请日期1992年11月28日 优先权日1992年11月28日
发明者刘兴华 申请人:浙江大学