專利名稱：擴(kuò)展同軸線多路合成放大裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種擴(kuò)展同軸線多路合成放大裝置。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代無線電通信(如GPS, WLAN, SAR, LMDS, Bluetooth, and PCS)需求的不斷增加，射頻頻譜已經(jīng)擁擠不堪。因此，必須開發(fā)更高的頻譜資源。然而，隨著工作頻率的不斷升高，特別是進(jìn)入微波毫米波頻段后，單個(gè)固態(tài)器件的功率輸出能力卻大大降低，遠(yuǎn)不能滿足通信系統(tǒng)的要求。如果在微波毫米波領(lǐng)域，仍想采用有固態(tài)通信技術(shù)，就必須采用功率合成技術(shù)來提高系統(tǒng)的功率輸出能力。傳統(tǒng)的平面電路功率合成技術(shù)，由于合成功率有限、合成效率低、工作帶寬窄、散熱差，等一些固有的缺陷己不再適用。要突破固態(tài)通信技術(shù)目前所遇到的這個(gè)技術(shù)瓶頸，開發(fā)優(yōu)良的功率合成器是關(guān)鍵。功率合成器最重要的指標(biāo)就是合成效率。影響合成效率最重要的因素，就是插損和各路信號(hào)的幅相不一致性。一般情況下，各支路MMIC放大器芯片會(huì)采用同一廠家同一型號(hào)的單片放大器，它們的振幅和相位差異很小可忽略不計(jì)。當(dāng)不考慮各支路有源器件本身振幅和相位差異時(shí)，那么產(chǎn)生振幅和相位差異的就只是無源合成網(wǎng)絡(luò)了。所以，無源合成網(wǎng)絡(luò)(功分器和合成器)的設(shè)計(jì)成為整個(gè)合成放大器設(shè)計(jì)的核心技術(shù)。如果能夠保證合成網(wǎng)絡(luò)各支路傳輸線類型、結(jié)構(gòu)和長度相同，那么就可以保證各支路振幅和相位的一致。顯然，對(duì)稱結(jié)構(gòu)的合成網(wǎng)絡(luò)是保證振幅和相位一致性的理想結(jié)構(gòu)。同軸線就是一種高度對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，又因同軸線傳輸主模為TEM，因此以同軸線為基礎(chǔ)開發(fā)的功率合成網(wǎng)絡(luò)一定具有較高的合成效率和較寬的工作帶寬。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了突破固態(tài)通訊技術(shù)和雷達(dá)技術(shù)，在微波毫米波等高頻率領(lǐng)域，所遇到的單個(gè)固態(tài)功率器件無法滿足系統(tǒng)要求的技術(shù)瓶頸，提供一種擴(kuò)展同軸線多路合成放大裝置。本實(shí)用新型包括頂座、底座和內(nèi)芯。頂座和底座均為正多邊形金屬柱體，頂座和底座的橫截面的外沿形狀相同；頂座內(nèi)開有上擴(kuò)展同軸腔，上擴(kuò)展同軸腔貫通頂座設(shè)置，所述的上擴(kuò)展同軸腔為半徑呈階梯變化的圓柱形，其中上部為最小直徑的部分、下部為最大直徑的部分，上擴(kuò)展同軸腔與頂座同軸設(shè)置；底座內(nèi)開有下擴(kuò)展同軸腔，所述的下擴(kuò)展同軸腔為圓環(huán)形槽，下擴(kuò)展同軸腔的外徑與上擴(kuò)展同軸腔的最大直徑相同；底座的中心設(shè)置有凸起，所述的凸起為圓柱形，凸起的頂部設(shè)置有定位銷，凸起的外徑與下擴(kuò)展同軸腔的內(nèi)徑相同，下擴(kuò)展同軸腔、凸起與底座同軸設(shè)置；內(nèi)芯為半徑呈階梯變化的圓柱形金屬柱，其中上部為最小直徑的部分、下部為最大直徑的部分，內(nèi)芯的最小直徑小于上擴(kuò)展同軸腔的最小直徑，內(nèi)芯的最大直徑等于凸起的直徑；內(nèi)芯的頂部開有盲孔、底部開有定位槽；
3[0009]內(nèi)芯通過定位槽和定位銷固定在底座的凸起上，頂座和底座通過螺釘固定連接， 頂座、底座和內(nèi)芯同軸設(shè)置，上擴(kuò)展同軸腔與下擴(kuò)展同軸腔合成為擴(kuò)展同軸腔，主端口 SMA 接頭固定在頂座的頂面中心位置，并將上擴(kuò)展同軸腔的頂部開口封閉，主端口 SMA接頭的內(nèi)導(dǎo)體插入內(nèi)芯頂部的盲孔內(nèi)；底座的每個(gè)側(cè)面設(shè)置有支路SMA接頭，底座的頂面沿徑向開有安裝槽，安裝槽的數(shù)量與底座的側(cè)面數(shù)量相同，每個(gè)安裝槽一端開口于頂面正多邊形每個(gè)邊的中心位置、另一端開有于擴(kuò)展同軸腔的側(cè)壁；每個(gè)安裝槽內(nèi)設(shè)置有固態(tài)功率放大器芯片和微帶探針，微帶探針的一端伸入到擴(kuò)展同軸腔內(nèi)；每個(gè)固態(tài)功率放大器芯片的輸入端通過微帶線與對(duì)應(yīng)支路上的SMA接頭連接，每個(gè)固態(tài)功率放大器芯片的輸出端與對(duì)應(yīng)支路上的微帶探針的另一端連接；固態(tài)功率放大器芯片采用成熟的現(xiàn)有產(chǎn)品，直接購買即可。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)屬于同軸結(jié)構(gòu)，因此工作帶寬較寬，功率容量大，插損小；2、本實(shí)用新型具有極強(qiáng)的軸對(duì)稱性，因此幅相一致性高，合成效率高；3、被合成的放大器芯片個(gè)數(shù)既可為奇數(shù)也可為偶數(shù)，只要體積允許是不受限制的，且個(gè)數(shù)的增加對(duì)合成效率幾乎沒有影響；4、各路信號(hào)之間的距離可以靈活調(diào)節(jié)，保證足夠空間放置放大器芯片；5、有較好的熱沉，便于散熱；6、本實(shí)用新型采用微帶探針方便了同MMIC的集成；7、本實(shí)用新型采用微帶探針采用階梯變化，展寬了工作帶寬；8、本實(shí)用新型整體為環(huán)形結(jié)構(gòu)，在某些必須使用環(huán)形結(jié)構(gòu)合成器的特殊場合更加適宜。
圖1為本實(shí)用新型的縱向截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型中頂座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型中內(nèi)芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型中底座的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和2所示，一種擴(kuò)展同軸線多路合成放大裝置包括頂座1、底座3和內(nèi)芯2。 頂座1和底座3均為正多邊形金屬柱體，頂座1和底座3的橫截面的外沿形狀相同。如圖3所示，頂座1內(nèi)開有上擴(kuò)展同軸腔1-1，上擴(kuò)展同軸腔1-1貫通頂座1設(shè)置， 上擴(kuò)展同軸腔1-1為半徑呈階梯變化的圓柱形，其中上部為最小直徑的部分、下部為最大直徑的部分，上擴(kuò)展同軸腔1-1與頂座1同軸設(shè)置。如圖5所示，底座3內(nèi)開有下擴(kuò)展同軸腔3-1，下擴(kuò)展同軸腔3-1為圓環(huán)形槽，下擴(kuò)展同軸腔3-1的外徑與上擴(kuò)展同軸腔1-1的最大直徑相同；底座3的中心設(shè)置有圓柱形的凸起3-2 (圖中虛線以上部分)，凸起3-2的頂部設(shè)置有定位銷3-3，凸起3-2的外徑與下擴(kuò)展同軸腔3-1的內(nèi)徑相同，下擴(kuò)展同軸腔3-1、凸起3-2與底座3同軸設(shè)置。
4[0028]如圖4所示，內(nèi)芯2為半徑呈階梯變化的圓柱形金屬柱，其中上部為最小直徑的部分、下部為最大直徑的部分，內(nèi)芯2的最小直徑小于上擴(kuò)展同軸腔1-1的最小直徑，內(nèi)芯2 的最大直徑等于凸起3-2的直徑；內(nèi)芯2的頂部開有盲孔2-1、底部開有定位槽2-2。如圖1所示，內(nèi)芯2通過定位槽2-2和定位銷3-3固定在底座的凸起3_2上，頂座 1和底座3通過螺釘固定連接，頂座1、底座3和內(nèi)芯2同軸設(shè)置，上擴(kuò)展同軸腔1-1與下擴(kuò)展同軸腔3-1合成為擴(kuò)展同軸腔9，主端口 SMA接頭4固定在頂座1的頂面中心位置，并將上擴(kuò)展同軸腔1-1的頂部開口封閉，主端口 SMA接頭的內(nèi)導(dǎo)體5插入內(nèi)芯頂部的盲孔2-1 內(nèi)。如圖2和5所示，底座3的每個(gè)側(cè)面設(shè)置有支路SMA接頭6，底座3的頂面沿徑向開有安裝槽，安裝槽的數(shù)量與底座的側(cè)面數(shù)量相同，每個(gè)安裝槽一端開口于頂面正多邊形每個(gè)邊的中心位置、另一端開口于擴(kuò)展同軸腔的側(cè)壁；每個(gè)安裝槽內(nèi)設(shè)置有固態(tài)功率放大器芯片7和微帶探針8，微帶探針8的一端伸入到擴(kuò)展同軸腔9內(nèi)；每個(gè)固態(tài)功率放大器芯片7的輸入端通過微帶線與對(duì)應(yīng)的支路SMA接頭6連接，每個(gè)固態(tài)功率放大器芯片7的輸出端與對(duì)應(yīng)的微帶探針8的另一端連接。其工作原理為各支路輸入信號(hào)由各支路SMA接頭進(jìn)入，經(jīng)各支路功率放大器芯片放大后傳輸?shù)礁髦肺结樕?，然后通過各支路微帶探針被耦合到擴(kuò)展同軸腔內(nèi)，最后由主SMA接頭輸出。
權(quán)利要求1.擴(kuò)展同軸線多路合成放大裝置，包括頂座、底座和內(nèi)芯，其特征在于所述的頂座和底座均為正多邊形金屬柱體，頂座和底座的橫截面的外沿形狀相同；所述的頂座內(nèi)開有上擴(kuò)展同軸腔，上擴(kuò)展同軸腔貫通頂座設(shè)置，所述的上擴(kuò)展同軸腔為半徑呈階梯變化的圓柱形，其中上部為最小直徑的部分、下部為最大直徑的部分，上擴(kuò)展同軸腔與頂座同軸設(shè)置；所述的底座內(nèi)開有下擴(kuò)展同軸腔，所述的下擴(kuò)展同軸腔為圓環(huán)形槽，下擴(kuò)展同軸腔的外徑與上擴(kuò)展同軸腔的最大直徑相同；底座的中心設(shè)置有凸起，所述的凸起為圓柱形，凸起的頂部設(shè)置有定位銷，凸起的外徑與下擴(kuò)展同軸腔的內(nèi)徑相同，下擴(kuò)展同軸腔、凸起與底座同軸設(shè)置；所述的內(nèi)芯為半徑呈階梯變化的圓柱形金屬柱，其中上部為最小直徑的部分、下部為最大直徑的部分，內(nèi)芯的最小直徑小于上擴(kuò)展同軸腔的最小直徑，內(nèi)芯的最大直徑等于凸起的直徑；內(nèi)芯的頂部開有盲孔、底部開有定位槽；內(nèi)芯通過定位槽和定位銷固定在底座的凸起上，頂座和底座通過螺釘固定連接，頂座、 底座和內(nèi)芯同軸設(shè)置，上擴(kuò)展同軸腔與下擴(kuò)展同軸腔合成為擴(kuò)展同軸腔，主端口 SMA接頭固定在頂座的頂面中心位置，并將上擴(kuò)展同軸腔的頂部開口封閉，主端口 SMA接頭的內(nèi)導(dǎo)體插入內(nèi)芯頂部的盲孔內(nèi)；底座的每個(gè)側(cè)面設(shè)置有支路SMA接頭，底座的頂面沿徑向開有安裝槽，安裝槽的數(shù)量與底座的側(cè)面數(shù)量相同，每個(gè)安裝槽一端開口于頂面正多邊形每個(gè)邊的中心位置、另一端開有于擴(kuò)展同軸腔的側(cè)壁；每個(gè)安裝槽內(nèi)設(shè)置有固態(tài)功率放大器芯片和微帶探針，微帶探針的一端伸入到擴(kuò)展同軸腔內(nèi)；每個(gè)固態(tài)功率放大器芯片的輸入端通過微帶線與對(duì)應(yīng)支路上的SMA接頭連接，每個(gè)固態(tài)功率放大器芯片的輸出端與對(duì)應(yīng)支路上的微帶探針的另一端連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及擴(kuò)展同軸線多路合成放大裝置。本實(shí)用新型包括同軸設(shè)置的頂座、底座和內(nèi)芯，頂座和底座均為正多邊形金屬柱體。頂座內(nèi)開有上擴(kuò)展同軸腔，底座內(nèi)開有下擴(kuò)展同軸腔；內(nèi)芯為半徑呈階梯變化的圓柱形金屬柱，內(nèi)芯固定在底座的凸起上，頂座和底座固定連接；主端口SMA接頭固定在頂座頂面，其內(nèi)導(dǎo)體插入內(nèi)芯頂部的盲孔內(nèi)；底座每個(gè)側(cè)面設(shè)置有支路SMA接頭，頂面沿徑向開有安裝槽，每個(gè)安裝槽內(nèi)設(shè)置有固態(tài)功率放大器芯片和微帶探針，微帶探針一端伸入到擴(kuò)展同軸腔內(nèi)，另一端與固態(tài)功率放大器芯片輸出端連接；固態(tài)功率放大器芯片的輸入端與對(duì)應(yīng)支路的SMA接頭連接。本實(shí)用新型基于同軸線設(shè)計(jì)，功率容量大、工作帶寬寬、合成效率高。
文檔編號(hào)H03F3/20GK202210781SQ20112035038
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者駱新江 申請人:杭州電子科技大學(xué)