一种S波段高效固态源的制作方法

本发明主要涉及高效固态源领域，具体涉及一种s波段高效固态源。

背景技术：

1、有源相控阵雷达相对于传统体制雷达的优越性众所周知，随着国防发展需求的不断提高，许多雷达逐渐由传统体制转变为采用相控阵的技术，特别是多功能有源相控阵雷达，以其显著的技术特点及巨大的潜在优势为现代雷达的发展开辟了一种新的途径，成为了当今雷达发展的主流。

2、相控阵体制雷达中相同的接收机和发射机均成阵列排布，其数量很大，往往可达几千个，为减轻自重，降低整机载荷压力，相控阵雷达对其中各个微波器件的小型化、轻量化的要求往往更高。

3、本发明研制的固态源用于相控阵雷达发射机，整机用户对其电性能及体积均提出了较高的要求，综合考量技术指标与紧密的结构，电路设计必需采用mcm技术，这也是目前主流的工艺途径，是实现电子装配小型化、轻量化、高性能及低成本集成的一种微电子组装技术。

技术实现思路

1、 1.发明要解决的问题

2、本发明的提供了一种s波段高效固态源，用于解决上述背景技术中提到的现有技术同等输出功率的固态源电路，体积都比较大，不利于整机的集成化设计，并且多采用gaas器件技术，漏极效率普遍偏低通常小于40%。

3、 2.技术方案

4、为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：一种s波段高效固态源，包括频率源、驱动级放大器、外围控制保护电路和末级放大器；其中，所述末级放大器的输出端为射频输出；所述频率源提供点频信号；所述驱动级放大器提供前级增益及驱动功率输出；所述末级放大器提供末级增益并将信号放大至所需大小输出；所述外围控制保护电路保障驱动级放大器和末级放大器的正常工作状态。

5、频率源采用集成vco，作用为固态源提供点频信号，第一级驱动放大器采用的为gaas工艺制作的单片微波集成电路，第二级放大器为采用gan工艺制作的单片微波集成电路，作用是为末级放大器提供前级增益及推动功率输出。

6、末级放大器为采用gan工艺制作的高电子迁移率晶体管内匹配放大电路，作用是提供末级增益并将信号放大至所需大小输出。

7、级间匹配电路为支节线分布参数电路和隔离器组成，作用是使两级放大器尽量处于行波状态，减少功率损失；馈电电路为分布参数与集总参数组成的混合电路，作用是为两级放大器分别提供偏置电压。

8、分压电路为集总参数电路，作用是为各个有源器件提供适当的偏置工作点，使其正常工作。

9、电源电路为集总参数电路，作用是去除电源纹波对射频信号产生调制干扰，通常由扼流圈、电解电容及陶瓷片状电容的组合组成。

10、进一步的，还包括有馈电电路，所述馈电电路分别与所述驱动级放大器和所述末级放大器的输入端通信连接，所述馈电电路通信连接在所述末级放大器的输出端，用于推动级放大器和末级放大器分别提供偏置电压。

11、进一步的，还包括有屏蔽腔，所述推动级放大器、外围控制保护电路和末级放大器均固定与屏蔽腔中。

12、进一步的，所述末级放大器由基于gan工艺制作的单片微波集成电路组成。

13、其中末级放大器内薄膜电容1数值为10pf，薄膜电容2数值为3.9pf，薄膜电感数值为3.6nh。

14、进一步的，所述屏蔽腔的材料为镁锂合金，表面采用镀镍处理。

15、所述屏蔽腔体的长度为160mm，宽度为100mm，高度为26mm，所述屏蔽腔1装配了一个n型接头10和j30j10连接器用于测试时于测试仪器仪表互相连接。

16、进一步的，所述底板采用均热板设计。

17、本发明制作出的固态源输出功率为40w以上，漏极效率为55%以上，频率源和功放电路封装于一个镁锂合金的屏蔽腔内，形成固态源模块，输出由n型连接器与外界连接，实现小体积的高效s波段功率源。

18、所述功放电路中末级放大电路中采用基于gan工艺的20w管芯、薄膜电感、薄膜电容1、薄膜电容2和微带线组成，通过纳米银浆烧结在qf224管壳上，其增益为14db，饱和输出功率为47dbm，其漏极效率能够达到60%以上。

19、所述末级放大电路分布参数电路如图2所示。

20、其中微带线1和微带线2长度为4.12mm，宽度为1.1mm，厚度为0.381mm。

21、薄膜电容1容值为10pf，其尺寸大小为2mm*1mm*0.254mm。

22、薄膜电容2容值为3.9pf，其尺寸大小为2mm*0.76mm*0.127mm。

23、 薄膜电感的感值为3.6nh，其尺寸大小为1.8mm*1.05mm*0.381mm。

24、 3.有益效果

25、采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

26、本发明提供了一种s波段高效固态源，基于自研20w gan管芯工艺制作的单片微波集成电路，整机的集成化设计，缩小产品体积，并且多采用gaas器件技术，输出功率为40w以上，漏极效率为55%以上，利用该电路，可实现s波段大功率信号输出，实现电子装配小型化、轻量化、高性能及低成本集成。

27、该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

技术特征：

1.一种s波段高效固态源，其特征在于：包括频率源、驱动级放大器、外围控制保护电路和末级放大器；其中，所述末级放大器的输出端为射频输出；所述频率源提供点频信号；所述驱动级放大器提供前级增益及驱动功率输出；所述末级放大器提供末级增益并将信号放大至所需大小输出；所述外围控制保护电路保障驱动级放大器和末级放大器的正常工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种s波段高效固态源，其特征在于：还包括有馈电电路，所述馈电电路分别与所述驱动级放大器和所述末级放大器的输入端通信连接，所述馈电电路通信连接在所述末级放大器的输出端，用于推动级放大器和末级放大器分别提供偏置电压。

3.根据权利要求1所述的一种s波段高效固态源，其特征在于：还包括有屏蔽腔，所述推动级放大器、外围控制保护电路和末级放大器均固定与屏蔽腔中。

4.根据权利要求1所述的一种s波段高效固态源，其特征在于：所述末级放大器由基于gan工艺制作的单片微波集成电路组成。

5.根据权利要求1所述的一种s波段高效固态源，其特征在于：所述屏蔽腔的材料为镁锂合金，表面采用镀镍处理。

6.根据权利要求1所述的一种s波段高效固态源，其特征在于：所述底板采用均热板设计。

技术总结
本发明提供一种S波段高效固态源，该S波段高效率固态源包括频率源、推动级放大器、外围控制保护电路和末级放大器；其中，所述末级放大器的输出端为射频输出；所述频率源为固态源提供点频信号；所述推动级放大器为固态源提供前级增益及推动功率输出；所述末级放大器提供末级增益并将信号放大至所需大小输出；所述外围控制保护电路使得推动级放大器和末级放大器处于行波状态，并且能够保证放大器的正常工作。该S波段高效固态源设计方法可实现S波段信号大功率输出。

技术研发人员：黄薛龙,阮晓宇,陈富丽,储慧敏,朱良凡
受保护的技术使用者：安徽华东光电技术研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14