一種ltcc功率放大模塊的製作方法
2023-12-02 16:12:51 4
一種ltcc功率放大模塊的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種LTCC功率放大模塊，包括：初級放大電路，包括依次連接的第一驅動放大器、LTCC帶通濾波器、第二驅動放大器和第三驅動放大器，其中，第一驅動放大器的輸入端接收外部輸入信號；隔離器，其輸入端與第三驅動放大器的輸出端連接；末級放大器，其輸入端與所述隔離器的輸出端連接，輸出端向外部輸出信號；偏置電路，其與第一驅動放大器、第二驅動放大器、第三驅動放大器和末級放大器分別連接以提供偏置電壓。本實用新型結構緊湊新穎，可實現脈衝功率的高功率放大功能。
【專利說明】一種LTCC功率放大模塊
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及功率放大器領域，具體地說，涉及一種LTCC功率放大模塊。
【背景技術】
[0002] 微波功率放大器作為現代無線通信系統中的最為重要的器件之一，其性能的好壞 對整個系統的通信質量有著至關重要的影響。隨著無線通信技術的高速發展，對微波功率 放大器的性能要求也越來越高。通常需要功率放大器模塊功率大、體積小。
[0003] 傳統的功率放大器模塊一般採用普通印製板作為基板，放大管採用外匹配放大 管，級間採用隔直電容，最終設計出的功率放大器模塊體積很大，很難滿足機載設備小型化 的要求。
[0004] 低溫共燒陶瓷（LTCC，Low Temperature Co-fired Ceramic)技術根據預先設計的 結構，將電極材料、基板、電子器件等一次燒成，是一種用於實現高集成度、高性能的電子封 裝技術。因其在微波毫米波頻段表現出的優異性能，已經成為微波毫米波高密度集成技術 研宄發展的主要熱點之一。
[0005] LTCC技術以厚膜技術和多層陶瓷技術為基礎，交替印刷導體層和介質層，共燒形 成多層布線基板。LTCC採用高導電率金屬，如金、銀或銅。因而具有良好的高頻特性。但 是，現有技術中基於LTCC的功放模塊主要為小功率功放模塊。
[0006] 因此，亟需一種提供高功率放大功能的小型化功率放大模塊。 實用新型內容
[0007] 本實用新型所解決的技術問題在於現有技術中基於LTCC的功放模塊的功率放大 功能較小的缺陷。
[0008] 本實用新型提供一種LTCC功率放大模塊，包括：
[0009] 初級放大電路，包括依次連接的第一驅動放大器、LTCC帶通濾波器、第二驅動放大 器和第三驅動放大器，其中，第一驅動放大器的輸入端接收外部輸入信號；
[0010] 隔離器，其輸入端與第三驅動放大器的輸出端連接；
[0011] 末級放大器，其輸入端與所述隔離器的輸出端連接，輸出端向外部輸出信號；
[0012] 偏置電路，其與第一驅動放大器、第二驅動放大器、第三驅動放大器和末級放大器 分別連接以提供偏置電壓。
[0013] 在一個實施例中，所述第一驅動放大器、第二驅動放大器、第三驅動放大器、隔離 器、末級放大器和偏置電路均安裝在LTCC帶通濾波器的基板上。
[0014] 在一個實施例中，所述第一驅動放大器的輸出端通過第一垂直互聯線連接至LTCC 帶通濾波器的輸入端，所述LTCC帶通濾波器的輸出端通過第二垂直互聯線連接至第二驅 動放大器的輸入端。
[0015] 在一個實施例中，所述LTCC帶通濾波器內埋的濾波元件為梳狀線或交指線結構。
[0016] 在一個實施例中，所述LTCC帶通濾波器為四階帶通濾波器。
[0017] 在一個實施例中，所述末級放大器為具有內匹配功能的GaN功率放大器。
[0018] 在一個實施例中，所述第三驅動放大器和末級放大器為GaN功率放大器。
[0019] 本實用新型的有益效果在於，利用LTCC垂直互連和無源器件的內埋特性，結合寬 禁帶高增益GaN高功率功放管，提供一種航管用高功率放大器模塊。在模塊中寬帶驅動放 大器之間內埋帶通濾波器，可以防止無用信號被多級放大。其結構緊湊新穎，可實現脈衝功 率200W(43dB增益）的高功率放大功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要的附圖做簡單的介紹：
[0021] 圖1是根據本實用新型實施例的LTCC功率放大模塊的結構示意圖；
[0022] 圖2是根據本實用新型實施例的LTCC功率放大模塊的實施方式示意圖；
[0023] 圖3是根據本實用新型實施例的LTCC帶通濾波器的頻譜響應曲線圖。
【具體實施方式】
[0024] 為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，以下結合附圖對本實用新型 作進一步地詳細說明。
[0025] 圖1為本實施例的LTCC功率放大模塊的結構示意圖。LTCC功率放大模塊包括初 級放大電路11、隔離器12、末級放大器13和偏置電路14。
[0026] 其中，初級放大電路11包括依次連接的第一驅動放大器111、LTCC帶通濾波器 112、第二驅動放大器113和第三驅動放大器114。其中，第一驅動放大器111的輸入端接收 外部輸入信號。
[0027] 利用低溫共燒陶瓷LTCC技術將無源器件進行內埋置形成LTCC帶通濾波器112。 第一驅動放大器111、第二驅動放大器113、第三驅動放大器114、隔離器12、末級放大器13 和偏置電路14均安裝在LTCC帶通濾波器的基板上。通過堆疊設置可以減小LTCC功率放 大模塊的整體體積。
[0028] 具體來說，第一驅動放大器111的輸出端通過第一垂直互聯線連接至LTCC帶通濾 波器112的輸入端，LTCC帶通濾波器112的輸出端通過第二垂直互聯線連接至第二驅動放 大器113的輸入端。
[0029] 需要說明的是，本實施例中LTCC帶通濾波器在LTCC基板內部集成了無源濾波元 件，優選的，採用梳狀線或交指線結構設置的濾波元件。
[0030] 可抑制有用信號以外的低頻信號和高頻信號，並可根據實際帶外抑制指標確定 LTCC帶通濾波器的階數，能夠防止無用信號被多級放大，改善放大器模塊的頻譜輸出。
[0031] 隔離器12的輸入端與第三驅動放大器114的輸出端連接。末級放大器13的輸入 端與隔離器12的輸出端連接，末級放大器13的輸出端向外部輸出信號。隔離器12可以減 小初級放大電路11和末級放大器13之間的相互影響，從而降低模塊調試量。
[0032] 優選的，末級放大器13採用具有內匹配功能的GaN功率放大器，不需要外部匹配 電路，進而可以進一步減小放大模塊的整體體積。並且，利用寬禁帶高增益GaN高功率功放 管，可以提尚增益。
[0033] 偏置電路14與第一驅動放大器111、第二驅動放大器113、第三驅動放大器114和 末級放大器13分別連接，以提供偏置電壓。
[0034] 需要說明的是，通過第一驅動放大器111、第二驅動放大器113、第三驅動放大器 114和末級放大器13的配合使用，本實施例中的LTCC基板不必限定於一種介電常數的材 料，具有優良微波電性能的LTCC材料均可作為基板材料。本實施例適用於高頻率高速度的 數據通信電路。
[0035] 圖2為本實用新型實施例的LTCC功率放大模塊的實施方式示意圖。圖2中的第 一、第二和第三驅動放大器分別採用型號為HMC478、AH102和RFHA1006的放大器元件，其 中，RFHA1006為GaN功率放大器。末級大器採用型號為RFHA1025的放大器元件，其為具有 內匹配功能的GaN功率放大器，增益約為17dB，飽和功率輸出為54. 5dBm，其特點是高功率、 高效率、高增益，並且不需要外圍匹配電路。
[0036] 圖2中LTCC帶通濾波器為四階帶通濾波器，通帶範圍為900GHz至1225GHz，其增 益曲線S21和回波損耗曲線Sll如圖3所示。圖3中採樣點ml至m5的採樣數值如表1所 不O
[0037] 表 1
[0038]
【權利要求】
1. 一種LTCC功率放大模塊，其特徵在於，包括： 初級放大電路，其包括依次連接的第一驅動放大器、LTCC帶通濾波器、第二驅動放大器 和第三驅動放大器，其中，第一驅動放大器的輸入端接收外部輸入信號； 隔離器，其輸入端與第三驅動放大器的輸出端連接； 末級放大器，其輸入端與所述隔離器的輸出端連接，輸出端向外部輸出信號； 偏置電路，其與第一驅動放大器、第二驅動放大器、第三驅動放大器和末級放大器分別 連接以提供偏置電壓。
2. 根據權利要求1所述的LTCC功率放大模塊，其特徵在於，所述第一驅動放大器、第二 驅動放大器、第三驅動放大器、隔離器、末級放大器和偏置電路均安裝在LTCC帶通濾波器 的基板上。
3. 根據權利要求2所述的LTCC功率放大模塊，其特徵在於，所述第一驅動放大器的輸 出端通過第一垂直互聯線連接至LTCC帶通濾波器的輸入端，所述LTCC帶通濾波器的輸出 端通過第二垂直互聯線連接至第二驅動放大器的輸入端。
4. 根據權利要求2所述的LTCC功率放大模塊，其特徵在於，所述LTCC帶通濾波器內埋 的濾波元件為梳狀線或交指線結構。
5. 根據權利要求4所述的LTCC功率放大模塊，其特徵在於，所述LTCC帶通濾波器為四 階帶通濾波器。
6. 根據權利要求2所述的LTCC功率放大模塊，其特徵在於，所述末級放大器為具有內 匹配功能的GaN功率放大器。
7. 根據權利要求2所述的LTCC功率放大模塊，其特徵在於，所述第三驅動放大器和末 級放大器為GaN功率放大器。
【文檔編號】H03F3/20GK204168250SQ201420654299
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月4日 優先權日:2014年11月4日
【發明者】韓世虎, 榮沫, 彭朗, 黃森 申請人:四川九洲電器集團有限責任公司