一种2～6GHz频段的功率放大器组件的制作方法

本实用新型涉及功率放大器，属于电子机械领域，更具体地说，本实用新型涉及一种2～6GHz频段的功率放大器组件。

背景技术：

微波毫米功率放大器目前已经广泛的应用于空间电子、雷达、卫星、公路交通、民航系统、电子对抗、通信系统等多种尖端科技中，是目前研究的热点领域。微波毫米波固态放大器目前广泛采用采用GaN或GaAs器件MMIC(毫米波单片集成电路)功率合成技术实现，具有体积小、效率高、易集成、使用方便等优点。

目前已有研究的应用于2—6GHz中的部分频段的固态功放的输出功率都在mW或者W量级。目前同时具有工作在C波段和S波段的宽带固态功率放大器的研究较少，难以实现宽频带、高功率输出。

同时，微波毫米功率放大器工作时会产生大量的热量、辐射及少量的噪音，热量无法快速完全的散热则极易损坏放大器内部电器件，产生的辐射量过大则会对人体造成损坏，而噪音则可引起噪音污染，这都给放大器的正常使用带来了不便和安全隐患。

技术实现要素：

基于以上技术问题，本实用新型提供了一种2～6GHz频段的功率放大器组件，该功率放大器组件不仅可以解决以往2～6GHz频段内对于大功率、高增益实现难的技术问题，同时还克服了以往放大器使用时产生热量和辐射量大、噪音高的技术问题。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种2～6GHz频段的功率放大器组件，包括功率放大器和用于安装功率放大器的安装座；

其中，

所述安装座包括半圆板及连接在半圆板两端的封口圆盘，半圆板内凹形成有安装腔；所述安装腔内还设置有用于安装功率放大器的安装板，安装板两端通过转轴可转动的连接在两个封口圆盘内侧；任意一个封口圆盘内侧还设置有棘轮机构，该棘轮机构包括固定在该封口圆盘内侧的棘轮，棘轮外套设有转动轮，转动轮内设有可与棘轮的外齿啮合的棘爪，所述安装板一端的转轴贯穿转动轮和棘轮后连接在该封口圆盘内侧，所述转动轮与所述转轴通过键连接为同步转动机构；所述安装板上、下两端分别设置有散热胶垫和散热板，所述散热板由多个呈放射状设置的铝板构成；所述安装板位于散热板一侧还设置有半圆形的盖板，盖板可随安装板转动将安装腔封闭；

所述功率放大器内部包括顺次信号连接的均衡器、驱动功率模块、功分器、末级功放模块及合成器，所述驱动功率模块和末级功放模块均连接有DC-DC电源模块；所述末级功放模块共设置有两个，两个末级功放模块并联在功分器和合成器之间；所述两个末级功放模块输出端之间还串联有一对稳压二极管，两个稳压二极管的正极相连，负极分别连接两个末级功放模块输出端。

优选的，所述半圆板位于安装腔内的表面还铺设有吸音棉层和银纤维层。

优选的，相对于设置棘轮机构的另一个封口圆盘还设置有散热孔，散热孔与安装腔连通且散热孔内设置有散热风扇。

优选的，两个所述封口圆盘外侧下部均开设有收纳槽，收纳槽内设置有支撑块，支撑块通过螺钉固定在收纳槽内，且支撑块可绕螺钉圆周转动从而伸出或转入收纳槽内。

优选的，所述半圆板、封口圆盘及安装板均为铝板。

优选的，所述驱动功率模块由两个功放MMIC芯片级联而成。

优选的，所述两个功放MMIC芯片分别采用型号为WID010040-P20和WFD020060-P32的MMIC芯片，所述型号为WID010040-P20的MMIC芯片输入端与均衡器输出端连接，所述型号为WFD020060-P32的MMIC芯片的输出端连接功分器输入端。

优选的，所述功分器和合成器均采用相同参数的3dB平衡电桥。

优选的，所述末级功放模块采用功放MMIC。

优选的，所述均衡器是基于微带传输线陷波结构的微波增益均衡器。

与现有技术相比，本实用新型的有效效果是：

1、本实用新型安装座能够很好的对功率放大器进行散热，极好的保护放大器，同时还可将放大器保护在内，减少散发的辐射量和降低工作噪音，且体积小，便于携带和搬运，使用极为安全和方便。

2.本实用新型的功率放大器结构简单，可对输入信号进行可靠放大，减少失真率，可实现高达50W功率的输出，实现在2～6GHz频段内大功率、高增益的信号放大需求，同时该结构安全可靠，能稳定安全的长久使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为半圆板和封口圆盘的结构示意图；

图3为图1中A-A面的横截面图；

图4为本实用新型微波功率放大器链路图；

图5为本实用新型驱动功率模块电路示意图；

图6为本实用新型实施例3dB电桥实现功率分配与合成原理图；

图7为本实用新型实施例DC-DC电源模块系统连接图；

图中的标号分别表示为：1、封口圆盘；2、棘轮；3、轴承；4、棘爪；5、转动轮；6、键；7、散热胶垫；8、安装板；9、穿线孔；10、安装腔；11、散热孔；12、散热风扇；13、收纳槽；14、支撑块；15、螺钉；16、散热板；17、银纤维层；18、吸音棉层；19、盖板；20、半圆板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1-4所示，一种2～6GHz频段的功率放大器组件，包括功率放大器21和用于安装功率放大器21的安装座；

其中，

所述安装座包括半圆板20及连接在半圆板20两端的封口圆盘1，半圆板20内凹形成有安装腔10；所述安装腔10内还设置有用于安装功率放大器21的安装板8，安装板8两端通过转轴可转动的连接在两个封口圆盘1内侧；任意一个封口圆盘1内侧还设置有棘轮机构，该棘轮机构包括固定在该封口圆盘1内侧的棘轮2，棘轮2外套设有转动轮5，转动轮5内设有可与棘轮2的外齿啮合的棘爪4，所述安装板8一端的转轴贯穿转动轮5和棘轮2后连接在该封口圆盘1内侧，所述转动轮5与所述转轴通过键6连接为同步转动机构；所述安装板8上、下两端分别设置有散热胶垫7和散热板16，所述散热板16由多个呈放射状设置的铝板构成；所述安装板8位于散热板16一侧还设置有半圆形的盖板19，盖板19可随安装板8转动将安装腔10封闭；

所述功率放大器21内部包括顺次信号连接的均衡器、驱动功率模块、功分器、末级功放模块及合成器，所述驱动功率模块和末级功放模块均连接有DC-DC电源模块；所述末级功放模块共设置有两个，两个末级功放模块并联在功分器和合成器之间；所述两个末级功放模块输出端之间还串联有一对稳压二极管，两个稳压二极管的正极相连，负极分别连接两个末级功放模块输出端。

本实施例的工作原理是：将功率放大器21设置在散热胶垫7上，并固定在安装板8上，当功率放大器21工作时，可转动转动轮5，从而通过键6带动安装板8转动，将功率放大器21转动到安装腔10内部，并通过棘爪4和棘轮卡合保证放大器的位置，使其平稳工作，当需要转出、检查或装卸放大器时，只需继续单向转动转动轮5将功率放大器21转出安装腔10即可操作。

本实施例的安装座结构简单，功率放大器21装卸和使用均十分方便，在需要时可以将功率放大器21转动到安装腔10内工作，通过散热胶垫7和散热板16可以加快其散热，而当功率放大器21位于安装腔10内时由于棘轮机构作用其位置稳定，不会出现摆动或摇晃，工作环境稳定，同时盖板19可以将安装腔10封闭，减少功率放大器21工作噪音和辐射，提高安全性和降低噪音污染，极好的保证了放大器工作环境的安全、底噪。

本实施例中，DC-DC电源模块用于给末级功放模块和驱动功率模块提供稳定工作电压，具有过压、欠压保护功能；均衡器置于功分器前端，用于在射频前端输入小信号的均衡，优化输出信号平坦度；驱动功率模块是功分器前端功率放大器，具有小信号输入、高增益的特性；功分器与合成器构成功率分配/合成网络；两个末级功放模块参数完全一致，实现两路功率合成；

本实施例均衡器前端与信号源连接，后端与驱动功率模块输入端连接，驱动功率模块与功分器顺次相连，两个末级功放模块分别并列位于功分器和合成器之间，合成器的输出端即为两路功率放大管的合成后的微波信号；输入射频信号经过驱动功率模块实现信号均衡并放大到一定的功率之后，经过两个末级功放模块将经过驱动功率模块放大的信号均分成两路信号，再分别经过完全相同的末级功放模块实现射频信号的进一步放大，最后通过合成器实现功率合成输出。

本实施例功分器与合成器在信号链路中传输互为逆过程，因此最后两路信号合成输出能保证幅度和相位的一致性。

本实施例为了保证安装座使用和携带方便，在所述设置棘轮机构的封口圆盘1内侧与转动轮5接触的部分还设置有轴承3；在两个所述封口圆盘1上端均设置有穿线孔9。轴承3可以保证转动轮5灵活转动，保证使用时能顺畅的转动放大器，方便其使用。穿线孔9内可以固定背带，方便使用者携带，从而方便的携带到所需工作位置。

本实施例中，两个末级功放模块在正常使用时，通常不会全部开通，而是一个开通另一个不开通，不开通的末级功放模块输出端通常默认接地，此时在发生静电打击时，利用未开放末级功放模块的输出端直接接地，从而将静电导出，避免静电进入开通功放电路内部，损坏电路，通过加设一对稳压二极管，两个稳压二极管的正极相连，负极分别连接两个末级功放模块输出端，即可实现上述功能和效果，对功率放大器起到很好的保护作用。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，增加了以下结构：所述半圆板20位于安装腔10内的表面还铺设有吸音棉层18和银纤维层17。

本实施例在安装腔10内的表面铺设吸音棉层18和银纤维层17，通过吸音棉层18可以进一步减少放大器工作噪音，而银纤维层17具有很好的防辐射效果，可以防止放大器辐射外泄，减少外泄辐射；同时，还可在盖板19铺设吸音棉层18和银纤维层17，全方位的起到降噪和去辐射的效果。

实施例3

本实施例在实施例1或实施例2的基础上增加了以下结构：相对于设置棘轮机构的另一个封口圆盘1还设置有散热孔11，散热孔11与安装腔10连通且散热孔11内设置有散热风扇12。

本实施例散热风扇12可以对安装腔10内送入冷风，从而提高放大器散热效果，保护放大器内部电器件。

实施例4

本实施例在实施例1-实施例3中任一实施例的基础上增加了以下结构：两个所述封口圆盘1外侧下部均开设有收纳槽13，收纳槽13内设置有支撑块14，支撑块14通过螺钉15固定在收纳槽13内，且支撑块14可绕螺钉15圆周转动从而伸出或转入收纳槽13内。

本实施例为了方便安装座携带和使用，在收纳槽13内设置可转动的支撑块14；当安装座需要放置时，将支撑块14转出用于支撑安装座整体，而不需要使用时，则可转动到收纳槽1内，方便搬运和携带。

实施例5

本实施例在上述任一实施例的基础上优化了以下结构：所述半圆板20、封口圆盘1及安装板8均为铝板。

本实施例的半圆板20、封口圆盘1及安装板8均采用铝板，从而通过铝散热的特性起到更好的散热效果。

实施例6

如图5-7所示，本实施例在上述任一实施例的基础上做了如下优化：所述驱动功率模块由两个功放MMIC芯片级联而成；所述两个功放MMIC芯片分别采用型号为WID010040-P20和WFD020060-P32的MMIC芯片，所述型号为WID010040-P20的MMIC芯片输入端与均衡器输出端连接，所述型号为WFD020060-P32的MMIC芯片的输出端连接功分器输入端；所述功分器和合成器均采用相同参数的3dB平衡电桥；所述末级功放模块采用功放MMIC；所述均衡器是基于微带传输线陷波结构的微波增益均衡器。

本实施例中，两个功放MMIC芯片分别采用型号为WID010040-P20和WFD020060-P32的MMIC芯片，所述型号为WID010040-P20的MMIC芯片输入端与均衡器输出端连接，所述型号为WFD020060-P32的MMIC芯片的输出端连接功分器输入端。在-2dBm的小信号输入下，功放芯片WFD020060-P20的增益可达25dB，典型功率达到20.5dBm，远达到功放芯片WFD020060-P32的输入需求，两个MMIC级联输出信号高达32dBm，保证功率信号输入需求。

本实施例末级功放模块采用功放MMIC，功放MMIC结构简单，成本低，并且具有很好的稳定性。

本实施例微波增益均衡器是基于微带传输线陷波结构，从而具有较高的振幅功能。

如图6所示的3dB平衡电桥实现功率分配与合成原理图，所述功分器和合成器均采用相同参数的3dB平衡电桥。3dB平衡电桥传输形式为带状线形式，以便承受大功率，3dB平衡电桥参数相同，则这种结构形式可以很好地保证两路信号的幅相一致性，从而达到较高的合成效率。

如图7所示的DC-DC电源模块系统连接图；DC-DC电源模块包括DC-DC正压模块、DC-DC负压模块、时序控制电路。DC-DC正压模块的输入可调，以满足不同末级功放模块不同的直流偏置需求。由于末级功放模块所用芯片需要直流负压，并且必须要先通负压才能再通正压，关机去电顺序则相反，时序电路就是用来解决这个问题。检测信号用于检测DC-DC模块是否处于过压过流工作状态，从而将检测信息传输到主控制电路中，进而加以控制保护。

如上所述即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。