专利名称：扩展同轴线多路合成放大装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种扩展同轴线多路合成放大装置。
背景技术：
随着现代无线电通信(如GPS, WLAN, SAR, LMDS, Bluetooth, and PCS)需求的不断增加，射频频谱已经拥挤不堪。因此，必须开发更高的频谱资源。然而，随着工作频率的不断升高，特别是进入微波毫米波频段后，单个固态器件的功率输出能力却大大降低，远不能满足通信系统的要求。如果在微波毫米波领域，仍想采用有固态通信技术，就必须采用功率合成技术来提高系统的功率输出能力。传统的平面电路功率合成技术，由于合成功率有限、合成效率低、工作带宽窄、散热差，等一些固有的缺陷己不再适用。要突破固态通信技术目前所遇到的这个技术瓶颈，开发优良的功率合成器是关键。功率合成器最重要的指标就是合成效率。影响合成效率最重要的因素，就是插损和各路信号的幅相不一致性。一般情况下，各支路MMIC放大器芯片会采用同一厂家同一型号的单片放大器，它们的振幅和相位差异很小可忽略不计。当不考虑各支路有源器件本身振幅和相位差异时，那么产生振幅和相位差异的就只是无源合成网络了。所以，无源合成网络(功分器和合成器)的设计成为整个合成放大器设计的核心技术。如果能够保证合成网络各支路传输线类型、结构和长度相同，那么就可以保证各支路振幅和相位的一致。显然，对称结构的合成网络是保证振幅和相位一致性的理想结构。同轴线就是一种高度对称的结构，又因同轴线传输主模为TEM，因此以同轴线为基础开发的功率合成网络一定具有较高的合成效率和较宽的工作带宽。
发明内容本实用新型的目的是为了突破固态通讯技术和雷达技术，在微波毫米波等高频率领域，所遇到的单个固态功率器件无法满足系统要求的技术瓶颈，提供一种扩展同轴线多路合成放大装置。本实用新型包括顶座、底座和内芯。顶座和底座均为正多边形金属柱体，顶座和底座的横截面的外沿形状相同；顶座内开有上扩展同轴腔，上扩展同轴腔贯通顶座设置，所述的上扩展同轴腔为半径呈阶梯变化的圆柱形，其中上部为最小直径的部分、下部为最大直径的部分，上扩展同轴腔与顶座同轴设置；底座内开有下扩展同轴腔，所述的下扩展同轴腔为圆环形槽，下扩展同轴腔的外径与上扩展同轴腔的最大直径相同；底座的中心设置有凸起，所述的凸起为圆柱形，凸起的顶部设置有定位销，凸起的外径与下扩展同轴腔的内径相同，下扩展同轴腔、凸起与底座同轴设置；内芯为半径呈阶梯变化的圆柱形金属柱，其中上部为最小直径的部分、下部为最大直径的部分，内芯的最小直径小于上扩展同轴腔的最小直径，内芯的最大直径等于凸起的直径；内芯的顶部开有盲孔、底部开有定位槽；
3[0009]内芯通过定位槽和定位销固定在底座的凸起上，顶座和底座通过螺钉固定连接， 顶座、底座和内芯同轴设置，上扩展同轴腔与下扩展同轴腔合成为扩展同轴腔，主端口 SMA 接头固定在顶座的顶面中心位置，并将上扩展同轴腔的顶部开口封闭，主端口 SMA接头的内导体插入内芯顶部的盲孔内；底座的每个侧面设置有支路SMA接头，底座的顶面沿径向开有安装槽，安装槽的数量与底座的侧面数量相同，每个安装槽一端开口于顶面正多边形每个边的中心位置、另一端开有于扩展同轴腔的侧壁；每个安装槽内设置有固态功率放大器芯片和微带探针，微带探针的一端伸入到扩展同轴腔内；每个固态功率放大器芯片的输入端通过微带线与对应支路上的SMA接头连接，每个固态功率放大器芯片的输出端与对应支路上的微带探针的另一端连接；固态功率放大器芯片采用成熟的现有产品，直接购买即可。本实用新型相对于现有技术具有如下优点和效果1、本实用新型的结构属于同轴结构，因此工作带宽较宽，功率容量大，插损小；2、本实用新型具有极强的轴对称性，因此幅相一致性高，合成效率高；3、被合成的放大器芯片个数既可为奇数也可为偶数，只要体积允许是不受限制的，且个数的增加对合成效率几乎没有影响；4、各路信号之间的距离可以灵活调节，保证足够空间放置放大器芯片；5、有较好的热沉，便于散热；6、本实用新型采用微带探针方便了同MMIC的集成；7、本实用新型采用微带探针采用阶梯变化，展宽了工作带宽；8、本实用新型整体为环形结构，在某些必须使用环形结构合成器的特殊场合更加适宜。
图1为本实用新型的纵向截面结构示意图；图2为本实用新型的横向截面结构示意图；图3为本实用新型中顶座的结构示意图；图4为本实用新型中内芯的结构示意图；图5为本实用新型中底座的结构示意图。
具体实施方式
如图1和2所示，一种扩展同轴线多路合成放大装置包括顶座1、底座3和内芯2。 顶座1和底座3均为正多边形金属柱体，顶座1和底座3的横截面的外沿形状相同。如图3所示，顶座1内开有上扩展同轴腔1-1，上扩展同轴腔1-1贯通顶座1设置， 上扩展同轴腔1-1为半径呈阶梯变化的圆柱形，其中上部为最小直径的部分、下部为最大直径的部分，上扩展同轴腔1-1与顶座1同轴设置。如图5所示，底座3内开有下扩展同轴腔3-1，下扩展同轴腔3-1为圆环形槽，下扩展同轴腔3-1的外径与上扩展同轴腔1-1的最大直径相同；底座3的中心设置有圆柱形的凸起3-2 (图中虚线以上部分)，凸起3-2的顶部设置有定位销3-3，凸起3-2的外径与下扩展同轴腔3-1的内径相同，下扩展同轴腔3-1、凸起3-2与底座3同轴设置。
4[0028]如图4所示，内芯2为半径呈阶梯变化的圆柱形金属柱，其中上部为最小直径的部分、下部为最大直径的部分，内芯2的最小直径小于上扩展同轴腔1-1的最小直径，内芯2 的最大直径等于凸起3-2的直径；内芯2的顶部开有盲孔2-1、底部开有定位槽2-2。如图1所示，内芯2通过定位槽2-2和定位销3-3固定在底座的凸起3_2上，顶座 1和底座3通过螺钉固定连接，顶座1、底座3和内芯2同轴设置，上扩展同轴腔1-1与下扩展同轴腔3-1合成为扩展同轴腔9，主端口 SMA接头4固定在顶座1的顶面中心位置，并将上扩展同轴腔1-1的顶部开口封闭，主端口 SMA接头的内导体5插入内芯顶部的盲孔2-1 内。如图2和5所示，底座3的每个侧面设置有支路SMA接头6，底座3的顶面沿径向开有安装槽，安装槽的数量与底座的侧面数量相同，每个安装槽一端开口于顶面正多边形每个边的中心位置、另一端开口于扩展同轴腔的侧壁；每个安装槽内设置有固态功率放大器芯片7和微带探针8，微带探针8的一端伸入到扩展同轴腔9内；每个固态功率放大器芯片7的输入端通过微带线与对应的支路SMA接头6连接，每个固态功率放大器芯片7的输出端与对应的微带探针8的另一端连接。其工作原理为各支路输入信号由各支路SMA接头进入，经各支路功率放大器芯片放大后传输到各支路微带探针上，然后通过各支路微带探针被耦合到扩展同轴腔内，最后由主SMA接头输出。
权利要求1.扩展同轴线多路合成放大装置，包括顶座、底座和内芯，其特征在于所述的顶座和底座均为正多边形金属柱体，顶座和底座的横截面的外沿形状相同；所述的顶座内开有上扩展同轴腔，上扩展同轴腔贯通顶座设置，所述的上扩展同轴腔为半径呈阶梯变化的圆柱形，其中上部为最小直径的部分、下部为最大直径的部分，上扩展同轴腔与顶座同轴设置；所述的底座内开有下扩展同轴腔，所述的下扩展同轴腔为圆环形槽，下扩展同轴腔的外径与上扩展同轴腔的最大直径相同；底座的中心设置有凸起，所述的凸起为圆柱形，凸起的顶部设置有定位销，凸起的外径与下扩展同轴腔的内径相同，下扩展同轴腔、凸起与底座同轴设置；所述的内芯为半径呈阶梯变化的圆柱形金属柱，其中上部为最小直径的部分、下部为最大直径的部分，内芯的最小直径小于上扩展同轴腔的最小直径，内芯的最大直径等于凸起的直径；内芯的顶部开有盲孔、底部开有定位槽；内芯通过定位槽和定位销固定在底座的凸起上，顶座和底座通过螺钉固定连接，顶座、 底座和内芯同轴设置，上扩展同轴腔与下扩展同轴腔合成为扩展同轴腔，主端口 SMA接头固定在顶座的顶面中心位置，并将上扩展同轴腔的顶部开口封闭，主端口 SMA接头的内导体插入内芯顶部的盲孔内；底座的每个侧面设置有支路SMA接头，底座的顶面沿径向开有安装槽，安装槽的数量与底座的侧面数量相同，每个安装槽一端开口于顶面正多边形每个边的中心位置、另一端开有于扩展同轴腔的侧壁；每个安装槽内设置有固态功率放大器芯片和微带探针，微带探针的一端伸入到扩展同轴腔内；每个固态功率放大器芯片的输入端通过微带线与对应支路上的SMA接头连接，每个固态功率放大器芯片的输出端与对应支路上的微带探针的另一端连接。
专利摘要本实用新型涉及扩展同轴线多路合成放大装置。本实用新型包括同轴设置的顶座、底座和内芯，顶座和底座均为正多边形金属柱体。顶座内开有上扩展同轴腔，底座内开有下扩展同轴腔；内芯为半径呈阶梯变化的圆柱形金属柱，内芯固定在底座的凸起上，顶座和底座固定连接；主端口SMA接头固定在顶座顶面，其内导体插入内芯顶部的盲孔内；底座每个侧面设置有支路SMA接头，顶面沿径向开有安装槽，每个安装槽内设置有固态功率放大器芯片和微带探针，微带探针一端伸入到扩展同轴腔内，另一端与固态功率放大器芯片输出端连接；固态功率放大器芯片的输入端与对应支路的SMA接头连接。本实用新型基于同轴线设计，功率容量大、工作带宽宽、合成效率高。
文档编号H03F3/20GK202210781SQ20112035038
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者骆新江 申请人:杭州电子科技大学