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申请/专利权人：南京赛格微电子科技股份有限公司

摘要：本发明公开了一种小型Ku波段120W功率放大器，属于通信电子技术领域，包括功率分配网络、4个放大器和功率合成网络，采用二级四路功率分配合成网解决了单管放大后功率合成的效率低和输出功率小的技术问题；本发明输出功率高，体积小的优点，提高功放的可靠性和延长使用寿命，本发明饱和输出时功耗小于600W，工作在线性区时，功耗小于450W，本发明采用新的波导合成电路与波导‑微带双探针结合的功率分配合成网络，其功率分配合成网络不仅能够压缩合成空间尺寸，而且功率合成效率高，损耗小，加工简单，结构紧凑，可以承受较大的输出功率。

主权项：1.一种小型Ku波段120W功率放大器，其特征在于：包括功率分配网络、4个放大器和功率合成网络；功率分配网络包括第一井字电桥，第一井字电桥包括第一电桥条形部1、第一负载接入部2、输入信号接入部3、第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6，第一电桥条形部1的左端设有水平设置的输入信号接入部3，第一电桥条形部1的左端还设有向上折弯的第一负载接入部2，第一负载接入部2设于输入信号接入部3的右侧，第一电桥条形部1的右端设有第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6，第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6为上下对称设置；第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6均为L形；第一电桥条形部1上表面设有4个凹槽4，这4个凹槽4依次间隔沿水平设置；功率合成网络包括第二井字电桥，第二井字电桥包括第二电桥条形部9、第二负载接入部11、输出信号接入部10、第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7，第二电桥条形部9的右端设有水平设置的输出信号接入部10，第二电桥条形部9的右端还设有向下折弯的第二负载接入部11，第二负载接入部11设于输出信号接入部10的左侧，第二电桥条形部9的左端设有第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7，第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7为上下对称设置；第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7均为L形；第二电桥条形部9上表面设有4个凹槽4，这4个凹槽4依次间隔沿水平设置；第一功率分配输出部5、第二功率分配输出部6、第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7的结构均相同；第一功率分配输出部5包括两个波导条形部12，两个波导条形部12成L形设置，水平设置的波导条形部12内设有两个PCB板13，每个PCB板13上均设有一个微带线15，两个所述PCB板13为前后间隔设置，水平设置的波导条形部12的左侧面设有两个探针，每一个微带线15均连接一个探针；第一功率分配输出部5的两个探针分别连接两个所述放大器的输入端，这两个放大器的输出端分别连接第一功率合成输入部8的两个探针；第二功率分配输出部6的两个探针分别连接另外两个所述放大器的输入端，这两个放大器的输出端分别连接第二功率合成输入部7的两个探针。

全文数据：一种小型Ku波段120W功率放大器技术领域本发明属于通信电子技术领域，特别涉及一种小型Ku波段120W功率放大器。背景技术大功率Ku频段功率放大器在通信、雷达和电子对抗系统中有着广泛的应用。目前国内市场上的Ku频段功率放大器输出功率较小，同时工作带宽较窄，随着通信业务的发展和产品的标准化，大功率Ku频段功率放大器的需求将会不断增长。随着微波频率的增高，半导体固态功放的功率处理能力急剧降低，传统的功率合成器如Wilkinson功分器、Lange耦合器、分支线耦合器在频率高时有其无法克服的合成效率低、工作带宽窄等固有缺陷。因为单个GaN功率场效应管饱和输出功率比较小，研制大功率输出的固态功放时，一个优良的功率分配合成网络是必不可少的，甚至是起决定性作用。如果采用的功率分配合成网络的合成效率低，会造成功率耗散在损耗上，不仅损耗了宝贵的功率，也带来热耗散的问题。发明内容本发明的目的是提供一种小型Ku波段120W功率放大器，采用二级四路功率分配合成网解决了单管放大后功率合成的效率低和输出功率小的技术问题。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种小型Ku波段120W功率放大器，包括功率分配网络、4个放大器和功率合成网络；功率分配网络包括第一井字电桥，第一井字电桥包括第一电桥条形部、第一负载接入部、输入信号接入部、第一功率分配输出部和第二功率分配输出部，第一电桥条形部的左端设有水平设置的输入信号接入部，第一电桥条形部的左端还设有向上折弯的第一负载接入部，第一负载接入部设于输入信号接入部的右侧，第一电桥条形部的右端设有第一功率分配输出部和第二功率分配输出部，第一功率分配输出部和第二功率分配输出部为上下对称设置；第一功率分配输出部和第二功率分配输出部均为L形；第一电桥条形部上表面设有4个凹槽，这4个凹槽依次间隔沿水平设置；功率合成网络包括第二井字电桥，第二井字电桥包括第二电桥条形部、第二负载接入部、输出信号接入部、第一功率合成输入部和第二功率合成输入部，第二电桥条形部的右端设有水平设置的输出信号接入部，第二电桥条形部的右端还设有向下折弯的第二负载接入部，第二负载接入部设于输出信号接入部的左侧，第二电桥条形部的左端设有第一功率合成输入部和第二功率合成输入部，第一功率合成输入部和第二功率合成输入部为上下对称设置；第一功率合成输入部和第二功率合成输入部均为L形；第二电桥条形部上表面设有4个凹槽，这4个凹槽依次间隔沿水平设置；第一功率分配输出部、第二功率分配输出部、第一功率合成输入部和第二功率合成输入部的结构均相同；第一功率分配输出部包括两个波导条形部，两个波导条形部成L形设置，水平设置的波导条形部内设有两个PCB板，每个PCB板上均设有一个微带线，两个所述PCB板为前后间隔设置，水平设置的波导条形部的左侧面设有两个探针，每一个微带线均连接一个探针；第一功率分配输出部的两个探针分别连接两个所述放大器的输入端，这两个放大器的输出端分别连接第一功率合成输入部的两个探针；第二功率分配输出部的两个探针分别连接另外两个所述放大器的输入端，这两个放大器的输出端分别连接第二功率合成输入部的两个探针。所述第一负载接入部和所述第二负载接入部分别连接两个氧化锑陶瓷吸收负载。所述第一井字电桥和所述第二井字电桥均为波导结构。所述第一电桥条形部1上表面设有的4个凹槽4之间的间距为2.8mm，凹槽4的尺寸为4.8mmX4.3mm。本发明所述的一种小型Ku波段120W功率放大器，采用二级四路功率分配合成网解决了单管放大后功率合成的效率低和输出功率小的技术问题；本发明输出功率高，体积小的优点。功放主体尺寸为120mm×110mm×53.8mm，附加驱动功放以及输出波导环形器后的总尺寸为177.1mm×110mm×58mm。本发明功放体积小的优点是可以方便整机用户在设计发射机箱时，安装方便，而且有更多的空间可以设计排布散热器，提高功放的可靠性和延长使用寿命。本发明饱和输出时功耗小于600W，工作在线性区时，功耗小于450W。减轻了整机机箱对散热设计的负担。本发明采用新的波导合成电路与波导-微带双探针结合的功率分配合成网络，其功率分配合成网络不仅能够压缩合成空间尺寸，而且功率合成效率高，损耗小，加工简单，结构紧凑，可以承受较大的输出功率。附图说明图1是本发明的等效电路图；图2是本发明的结构示意图；图3是本发明的第一功率分配输出部5的结构示意图；图中：第一电桥条形部1、第一负载接入部2、输入信号接入部3、第一功率分配输出部5、第二功率分配输出部6、第二功率合成输入部7、第一功率合成输入部8、第二电桥条形部9、输出信号接入部10、第二负载接入部11、波导条形部12、PCB板13、微带线15。具体实施方式如图1-图3所示的一种小型Ku波段120W功率放大器，包括功率分配网络、4个放大器和功率合成网络；功率分配网络包括第一井字电桥，第一井字电桥包括第一电桥条形部1、第一负载接入部2、输入信号接入部3、第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6，第一电桥条形部1的左端设有水平设置的输入信号接入部3，第一电桥条形部1的左端还设有向上折弯的第一负载接入部2，第一负载接入部2设于输入信号接入部3的右侧，第一电桥条形部1的右端设有第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6，第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6为上下对称设置；第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6均为L形；第一电桥条形部1上表面设有4个凹槽4，这4个凹槽4依次间隔沿水平设置；功率合成网络包括第二井字电桥，第二井字电桥包括第二电桥条形部9、第二负载接入部11、输出信号接入部10、第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7，第二电桥条形部9的右端设有水平设置的输出信号接入部10，第二电桥条形部9的右端还设有向下折弯的第二负载接入部11，第二负载接入部11设于输出信号接入部10的左侧，第二电桥条形部9的左端设有第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7，第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7为上下对称设置；第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7均为L形；第二电桥条形部9上表面设有4个凹槽4，这4个凹槽4依次间隔沿水平设置；第一功率分配输出部5、第二功率分配输出部6、第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7的结构均相同；第一功率分配输出部5包括两个波导条形部12，两个波导条形部12成L形设置，水平设置的波导条形部12内设有两个PCB板13，每个PCB板13上均设有一个微带线15，两个所述PCB板13为前后间隔设置，水平设置的波导条形部12的左侧面设有两个探针，每一个微带线15均连接一个探针；第一功率分配输出部5的两个探针分别连接两个所述放大器的输入端，这两个放大器的输出端分别连接第一功率合成输入部8的两个探针；第二功率分配输出部6的两个探针分别连接另外两个所述放大器的输入端，这两个放大器的输出端分别连接第二功率合成输入部7的两个探针。所述第一负载接入部2和所述第二负载接入部11分别连接两个氧化锑陶瓷吸收负载。所述第一井字电桥和所述第二井字电桥均为波导结构。所述第一电桥条形部1上表面设有的4个凹槽4之间的间距为2.8mm，凹槽4的尺寸为4.8mmX4.3mm。射频信号进入功率分配网络后，由输入井字电桥将射频信号功分成两路等幅等相位的信号。功分后的两路射频信号，分别经由双探针结构的两个放大器进行放大。放大后的两路信号由输出井字电桥合成输出信号，传输到波导口。本发明采用双探针结构，使得功率分配网络和功率合成网络之间可以增加4个放大器，提高了输出功率。本发明所述的一种小型Ku波段120W功率放大器，采用二级四路功率分配合成网解决了单管放大后功率合成的效率低和输出功率小的技术问题；本发明输出功率高，体积小的优点。功放主体尺寸为120mm×110mm×53.8mm，附加驱动功放以及输出波导环形器后的总尺寸为177.1mm×110mm×58mm。本发明功放体积小的优点是可以方便整机用户在设计发射机箱时，安装方便，而且有更多的空间可以设计排布散热器，提高功放的可靠性和延长使用寿命。本发明饱和输出时功耗小于600W，工作在线性区时，功耗小于450W。减轻了整机机箱对散热设计的负担。本发明采用新的波导合成电路与波导-微带双探针结合的功率分配合成网络，其功率分配合成网络不仅能够压缩合成空间尺寸，而且功率合成效率高，损耗小，加工简单，结构紧凑，可以承受较大的输出功率。

权利要求：1.一种小型Ku波段120W功率放大器，其特征在于：包括功率分配网络、4个放大器和功率合成网络；功率分配网络包括第一井字电桥，第一井字电桥包括第一电桥条形部1、第一负载接入部2、输入信号接入部3、第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6，第一电桥条形部1的左端设有水平设置的输入信号接入部3，第一电桥条形部1的左端还设有向上折弯的第一负载接入部2，第一负载接入部2设于输入信号接入部3的右侧，第一电桥条形部1的右端设有第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6，第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6为上下对称设置；第一功率分配输出部5和第二功率分配输出部6均为L形；第一电桥条形部1上表面设有4个凹槽4，这4个凹槽4依次间隔沿水平设置；功率合成网络包括第二井字电桥，第二井字电桥包括第二电桥条形部9、第二负载接入部11、输出信号接入部10、第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7，第二电桥条形部9的右端设有水平设置的输出信号接入部10，第二电桥条形部9的右端还设有向下折弯的第二负载接入部11，第二负载接入部11设于输出信号接入部10的左侧，第二电桥条形部9的左端设有第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7，第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7为上下对称设置；第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7均为L形；第二电桥条形部9上表面设有4个凹槽4，这4个凹槽4依次间隔沿水平设置；第一功率分配输出部5、第二功率分配输出部6、第一功率合成输入部8和第二功率合成输入部7的结构均相同；第一功率分配输出部5包括两个波导条形部12，两个波导条形部12成L形设置，水平设置的波导条形部12内设有两个PCB板13，每个PCB板13上均设有一个微带线15，两个所述PCB板13为前后间隔设置，水平设置的波导条形部12的左侧面设有两个探针，每一个微带线15均连接一个探针；第一功率分配输出部5的两个探针分别连接两个所述放大器的输入端，这两个放大器的输出端分别连接第一功率合成输入部8的两个探针；第二功率分配输出部6的两个探针分别连接另外两个所述放大器的输入端，这两个放大器的输出端分别连接第二功率合成输入部7的两个探针。2.如权利要求1所述的一种小型Ku波段120W功率放大器，其特征在于：所述第一负载接入部2和所述第二负载接入部11分别连接两个氧化锑陶瓷吸收负载。3.如权利要求1所述的一种小型Ku波段120W功率放大器，其特征在于：所述第一井字电桥和所述第二井字电桥均为波导结构。4.如权利要求1所述的一种小型Ku波段120W功率放大器，其特征在于：所述第一电桥条形部1上表面设有的4个凹槽4之间的间距为2.8mm，凹槽4的尺寸为4.8mmX4.3mm。

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