基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊，它包括基板（1）、功率晶體管（2）、印制有由輸入阻抗匹配單元（31）和輸入轉(zhuǎn)接單元（32）組成的輸入匹配電路的底板A（3）、印制有由輸出轉(zhuǎn)接單元（42）和輸出阻抗匹配單元（41）組成的輸出匹配電路的底板B（4）、蓋板A（5）和蓋板B（6）；蓋板A（5）蓋壓在輸入阻抗匹配單元（31）上并與底板A（3）緊固連接形成帶狀線電路，蓋板B（6）蓋壓在輸出阻抗匹配單元（41）上并與底板B（4）緊固連接形成帶狀線電路。本發(fā)明利用帶狀線對功率晶體管的阻抗匹配單元進行密封，從而在電性能上提高了大功率微波放大模塊的電磁兼容性，結(jié)構(gòu)設(shè)計上有效利用空間排布，減小了體積。
【專利說明】基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大功率微波放大模塊，特別是涉及一種電磁兼容性強、體積小的基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]微波放大模塊是微波通訊技術(shù)中非常重要的模塊之一，它是發(fā)射器中最后一級提供增益及輸出功率的關(guān)鍵模塊。它不但在現(xiàn)代的無線通信中發(fā)揮著重要的作用，而且在軍用和民用設(shè)備中也起著核心作用。隨著半導(dǎo)體工藝的不斷發(fā)展，目前大功率微波放大模塊主要采用微帶線方式實現(xiàn)，微帶線是由導(dǎo)體帶、單側(cè)介質(zhì)層和接地板組成，其工作時所產(chǎn)生的電場分布左右對稱而上下不對稱。如圖1所示，在實際使用時，單側(cè)介質(zhì)層10的一側(cè)和地板9相連接，另一側(cè)的上表面安裝有工作電路板，由于微帶線的工作模式為“準(zhǔn)TEM”波，存在色散效應(yīng)，為保證電磁波的正常傳輸不受干擾，微帶線電路必須保證空氣側(cè)有足夠大的自由空間11，為了能夠有效地避免屏蔽盒的壁對電路中電場的擾動，自由空間11的距離應(yīng)在IOh(h為單側(cè)介質(zhì)層厚度)以上，且因電磁波的傳輸，自由空間11是不可用的，IOh以上空間的利用也很困難，故而不利于實現(xiàn)大功率微波放大模塊小型化的設(shè)計，同時由于其結(jié)構(gòu)為開放式，從而導(dǎo)致電磁輻射大，電磁兼容性差等問題，采用微帶線方式的微波放大模塊只能平面發(fā)展，從而導(dǎo)致空間利用率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用帶狀線對功率晶體管的阻抗匹配電路進行密封，并直接在帶狀線蓋板上安裝大功率微波放大模塊所必須的饋電電路的基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊，從而解決大功率微波放大模塊電磁輻射大的問題，提高大功率微波放大模塊的電磁兼容性；在帶狀線蓋板上直接安裝大功率微波放大模塊所必須的饋電電路，從而形成立體空間排布，提高空間利用率，實現(xiàn)大功率微波放大模塊的更小型化設(shè)計。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊，它包括設(shè)有凹槽的基板、安裝于凹槽內(nèi)的功率晶體管、印制有由輸入阻抗匹配單元和輸入轉(zhuǎn)接單元組成的輸入匹配電路的底板A、印制有由輸出轉(zhuǎn)接單元和輸出阻抗匹配單元組成的輸出匹配電路的底板B、蓋板A、蓋板B、饋電電路A和饋電電路B，底板A和底板B固定安裝在基板上；蓋板A蓋壓在輸入阻抗匹配單元上并與底板A緊固連接形成帶狀線電路，蓋板B蓋壓在輸出阻抗匹配單元上并與底板B緊固連接形成帶狀線電路；輸入匹配電路與功率晶體管的輸入端電連接，輸出匹配電路與功率晶體管的輸出端電連接；饋電電路A設(shè)置在蓋板A的上表面并與輸入匹配電路電連接，饋電電路B設(shè)置在蓋板B的上表面并與輸出匹配電路電連接。
所述輸入匹配電路印制在底板A的上表面或蓋板A的下表面，由底板A和蓋板A形成帶狀線電路。 所述輸出匹配電路印制在底板B的上表面或蓋板B的下表面，由底板B和蓋板B形成帶狀線電路。
所述的饋電電路A和饋電電路B分別印制在蓋板的上表面，饋電電路A印制在蓋板A的上表面；饋電電路B印制在蓋板B的上表面。
所述的饋電電路A印制在獨立的印制電路板上，形成饋電電路板A，饋電電路板A安裝在蓋板A的上表面，并與輸入匹配電路電連接；所述的饋電電路B印制在獨立的印制電路板上，形成饋電電路板B，饋電電路板B安裝在蓋板B的上表面，并與輸出匹配電路電連接。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1)本發(fā)明采用帶狀線方式對輸入匹配電路和輸出匹配電路進行密封，由于帶狀線是由兩側(cè)接地板、兩側(cè)介質(zhì)層和導(dǎo)體帶組成，其工作過程中所產(chǎn)生的電場分布上下左右都對稱，不存在色散效應(yīng)；密封結(jié)構(gòu)有效地解決了大功率微波放大模塊電磁泄漏的問題，進而增強了大功率微波放大模塊的電磁兼容性，提高了大功率微波放大模塊的穩(wěn)定性；
2)由于帶狀線的兩側(cè)均有接地板，在帶狀線蓋板上可以直接安裝大功率微波放大模塊所必須的饋電電路，從而形成立體空間排布，進而提高了空間利用率，實現(xiàn)了大功率微波放大模塊的更小型化設(shè)計，克服了微帶電路在實際使用時必須預(yù)留較大的高度自由空間，導(dǎo)致立體空間的利用率低的問題；
3)將饋電電路直接印制在蓋板上表面上，從而減少了電路板的數(shù)量，從而進一步降低了大功率微波放大電路模塊的體積。
【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為微帶線示意圖；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的帶狀線電路結(jié)構(gòu)示意圖A ；
圖4為本發(fā)明的帶狀線電路結(jié)構(gòu)示意圖B ；
圖5為本發(fā)明的實物結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明的整體電路原理圖；
圖中，1-基板，2-功率晶體管，3-底板A，4-底板B，5-蓋板A，6-蓋板B，7-饋電電路板A，8-饋電電路板B，9-地線，10-介質(zhì)層，11-自由空間，12-隔直電容，31-輸入阻抗匹配單元，32-輸入轉(zhuǎn)接單元，33-輸入引出焊盤，41-輸出阻抗匹配單元，42-輸出轉(zhuǎn)接單元，43-輸出引出焊盤。
【具體實施方式】
[0006]下面結(jié)合附圖進一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0007]如圖2所示，基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊，它包括設(shè)有凹槽的基板1、安裝于凹槽內(nèi)的功率晶體管2、印制有由輸入阻抗匹配單元31和輸入轉(zhuǎn)接單元32組成的輸入匹配電路的底板A3、印制有由輸出轉(zhuǎn)接單元42和輸出阻抗匹配單元41組成的輸出匹配電路的底板B4、蓋板A5、蓋板B6、饋電電路A和饋電電路B，底板A3和底板B4固定安裝在基板I上；蓋板A5蓋壓在輸入阻抗匹配單元31上并與底板A3緊固連接形成帶狀線電路，蓋板B6蓋壓在輸出阻抗匹配單元41上并與底板B4緊固連接形成帶狀線電路；輸入匹配電路與功率晶體管2的輸入端電連接，輸出匹配電路與功率晶體管2的輸出端電連接；饋電電路A設(shè)置在蓋板A5的上表面并與輸入匹配電路電連接，饋電電路B設(shè)置在蓋板B6的上表面并與輸出匹配電路電連接。
[0008]優(yōu)選的，所述輸入匹配電路印制在底板A3的上表面或蓋板A5的下表面，由底板A3和蓋板A5形成帶狀線電路。
[0009]優(yōu)選的，所述輸出匹配電路印制在底板B4的上表面或蓋板B6的下表面，由底板B4和蓋板B6形成帶狀線電路。
[0010]優(yōu)選的，所述的饋電電路A和饋電電路B分別印制在蓋板的上表面，饋電電路A印制在蓋板A5的上表面；饋電電路B印制在蓋板B6的上表面。
[0011]優(yōu)選的，所述的饋電電路A印制在獨立的印制電路板上，形成饋電電路板A7，饋電電路板A7安裝在蓋板A5的上表面，并與輸入匹配電路電連接；所述的饋電電路B印制在獨立的印制電路板上，形成饋電電路板B8，饋電電路板B8安裝在蓋板B6的上表面，并與輸出匹配電路電連接。
[0012]如圖3所示，底板A3上印制有由輸入阻抗匹配單元31和輸入轉(zhuǎn)接單元32組成的輸入匹配電路，蓋板A5蓋壓在輸入阻抗匹配單元31上并通過螺釘A與底板A3緊固連接，形成帶狀線電路，使得輸入匹配電路的阻抗更低，波長更短，更利于和功率晶體管2進行阻抗匹配、變換；輸入轉(zhuǎn)接單元32采用微帶線電路，阻抗匹配至高阻值后轉(zhuǎn)為微帶線，利用微帶線模式下線寬更寬的特點，確保功率傳輸?shù)耐瑫r兼顧器件安裝，一舉兩得；為方便電源饋電電路與射頻電路的連接，合理將微帶方式和帶狀線方式進行組合，輸入阻抗匹配單元31上設(shè)有輸入引出焊盤33，便于安裝電感或引線電阻進行饋電，經(jīng)輸入轉(zhuǎn)接單元32后轉(zhuǎn)換為微帶接口，方便焊接隔直電容12以及進行模塊間級聯(lián)等；為保證整個模塊的小體積，輸入引出焊盤33的實現(xiàn)方式為在蓋板A5對應(yīng)位置開缺口 ；輸入匹配電路通過電感或引線電阻與饋電電路A相連接，所述的饋電電路A包括脈沖調(diào)制電路和溫度補償電路，脈沖調(diào)試電路和溫度補償電路可以直接印制在蓋板A5的上表面，也可以制成獨立的印制電路板并安裝在蓋板A5的上表面，從而形成空間立體結(jié)構(gòu)，提高了立體空間的利用率，實現(xiàn)了更小型化的大功率微波放大模塊。
[0013]如圖4所示，底板B4上印制有輸出轉(zhuǎn)接單元42和輸出阻抗匹配單元41組成的輸出匹配電路，蓋板B6蓋壓在輸出阻抗匹配單元41并通過螺釘B與底板B4緊固連接，形成帶狀線電路，使輸出匹配電路的阻抗更低，波長更短，更利于和功率晶體管進行阻抗匹配、變換；輸出轉(zhuǎn)接單元42采用微帶線電路，阻抗匹配至高阻值后轉(zhuǎn)為微帶線，利用微帶線模式下線寬更寬的特點，確保功率傳輸?shù)耐瑫r兼顧器件安裝，一舉兩得；為方便電源饋電電路與射頻電路的連接，合理將微帶方式和帶狀線方式進行組合，輸出阻抗匹配單元41上設(shè)有輸出引出焊盤43，便于安裝電感或引線電阻進行饋電，匹配至輸出轉(zhuǎn)接單元42后轉(zhuǎn)換為微帶接口，方便焊接隔直電容12以及進行模塊間級聯(lián)等；為保證整個模塊的小體積，輸出引出焊盤43的實現(xiàn)方式為在蓋板B6對應(yīng)位置開缺口 ；輸入匹配電路通過電感或引線電阻與饋電電路B相連接，所述的饋電電路B包括漏極儲能電路和濾波電路，漏極儲能電路和濾波電路可以直接印制在蓋板A5的上表面，也可以制成獨立的印制電路板并安裝在蓋板B6的上表面，從而形成空間立體結(jié)構(gòu)，提高了立體空間的利用率，實現(xiàn)了更小型化的大功率微波放大模塊。
[0014]如圖5所不，功率晶體管2、底板A3和底板B4可以通過回流焊與基板I固定連接，也可以通過螺釘C與基板I固定連接，蓋板A5和蓋板B6通過螺釘A和螺釘B分別蓋壓在底板A3和底板B4上，饋電電路A和饋電電路B分別直接安裝在蓋板A5和蓋板B6的上表面，從而形成空間立體結(jié)構(gòu)，提高了立體空間的使用率，降低了大功率微波放大模塊的體積，實現(xiàn)了大功率微波放大模塊的更小型化。
[0015]為了進一步說明本技術(shù)方案的有益效果，通過以下仿真、實驗進行說明:
[0016]本發(fā)明在實現(xiàn)了小型化的同時保證了大功率微波放大模塊優(yōu)良的電性能性，對采用本發(fā)明的技術(shù)方案設(shè)計的大功率微波放大模塊進行了仿真，假定仿真使用的功率晶體管的參數(shù)如表1所示，
表1L波段功率晶體管主要參數(shù)表
【權(quán)利要求】
1.基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊，其特征在于:它包括設(shè)有凹槽的基板(I)、安裝于凹槽內(nèi)的功率晶體管(2)、印制有由輸入阻抗匹配單元(31)和輸入轉(zhuǎn)接單元(32)組成的輸入匹配電路的底板A (3)、印制有由輸出轉(zhuǎn)接單元(42)和輸出阻抗匹配單元(41)組成的輸出匹配電路的底板B (4)、蓋板A (5)、蓋板B (6)、饋電電路A和饋電電路B，底板A (3)和底板B (4)固定安裝在基板(I)上；蓋板A (5)蓋壓在輸入阻抗匹配單元(31)上并與底板A (3)緊固連接形成帶狀線電路，蓋板B (6)蓋壓在輸出阻抗匹配單元(41)上并與底板B (4)緊固連接形成帶狀線電路；輸入匹配電路與功率晶體管(2)的輸入端電連接，輸出匹配電路與功率晶體管(2)的輸出端電連接；饋電電路A設(shè)置在蓋板A (5)的上表面并與輸入匹配電路電連接，饋電電路B設(shè)置在蓋板B (6)的上表面并與輸出匹配電路電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊，其特征在于:所述輸入匹配電路印制在底板A (3)的上表面或蓋板A (5)的下表面，由底板A (3)和蓋板A (5)形成帶狀線電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊，其特征在于:所述輸出匹配電路印制在底板B (4)的上表面或蓋板B (6)的下表面，由底板B (4)和蓋板B (6)形成帶狀線電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊，其特征在于:所述的饋電電路A和饋電電路B分別印制在蓋板的上表面，饋電電路A印制在蓋板A (5)的上表面；饋電電路B印制在蓋板B (6)的上表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于帶狀線方式的小型大功率微波放大模塊，其特征在于:所述的饋電電路A印制在獨立的印制電路板上，形成饋電電路板A (7)，饋電電路板A (7)安裝在蓋板A (5)的上表面，并與輸入匹配電路電連接；所述的饋電電路B印制在獨立的印制電路板上，形成饋電電路板B (8)，饋電電路板B (8)安裝在蓋板B (6)的上表面，并與輸出匹配電路電連接。
【文檔編號】H03F3/20GK103929132SQ201410168858
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】雷彬 申請人:成都錦江電子系統(tǒng)工程有限公司