一种超宽带超平坦功率放大器模块的制作方法

1.本实用新型涉及一种功率放大器，具体地说是一种频带为0.05-5ghz、平坦度在1db以内、输出功率33dbm以上的超宽带超平坦功率放大器模块，属于功率放大器领域。


背景技术：

2.功率放大器作为现代微波通信系统中的重要的组成部分，主要作用为放大射频信号。在软件无线电领域，通常要求功率放大器的工作带宽需从低频几十mhz到几个ghz,并且也要求具有较高的幅度平坦度，目前，市面上的宽带功放主要集中在vhf频段（30-300mhz）和uhf频段（300-3000mhz）且幅度平坦度在3db左右，市面上尚未出现过工作频段为50mhz到5ghz且平坦度在1db左右的功率放大器。
3.现有功放组件的问题在于：宽带功放的带宽较窄，尚未出现倍频程1000左右的功率放大器，并且宽带的功率放大器平坦度较差，通常在3db左右，而本实用新型的目的在于，公开了一款超宽带超平坦的功率放大器模块，工作频率覆盖了50mhz-5ghz,增益平坦度在1db以内，输出p-1在33dbm（2w）以上。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，设计了一种超宽带超平坦功率放大器模块，平坦度为1db以内,工作频率为50mhz到5ghz,输出p-1达到了34dbm。
5.本实用新型的技术方案为：
6.一种超宽带超平坦功率放大器模块，依次设有低噪声放大器、驱动放大器、带通滤波器、幅度均衡器和功率放大器，采用s参数匹配方法整体优化，以完成宽带的级间匹配，为了减少印制板级联造成的平坦度恶化问题，所述的低噪声放大器、驱动放大器、带通滤波器、幅度均衡器和功率放大器均集成在一块厚度为0.19mm的rt5880印制板上。
7.进一步的，所述低噪声放大器采用封装的gaas工艺放大器， 5v供电，工作频段包含0.05-8ghz；所述驱动放大器采用phemt工艺的超宽带分布式放大器，频率可覆盖0.02-15ghz，输出p-1可达到27dbm,漏极 8v供电，栅极-1.2v供电；所述带通滤波器采用微带低通滤波器和ltcc高通滤波器搭配的结构；所述幅度均衡器采用微带式超宽带均衡器，运用微带线及合适的电阻值实现正斜率的幅度均衡，用以均衡三级放大器的增益负斜率；所述宽带功率放大器为采用gan hemt工艺的宽带功放，其工作频率范围为0.05-6ghz,输出功率达37dbm,设计时采用s参数匹配法，在0.05-5ghz内对放大器进行匹配，在工作频段内将平坦度控制在1db以内，所有供电所采用的电感全为宽带锥形电感，接地电容和隔离电容为射频宽带电容。
8.按照上述设计方式，经过生产、加工、优化和调试，最终在0.05-5ghz频段内，功放组件实现了0.9db的波动， 34dbm的输出p-1，其输出的增益曲线如图4所示；并且已将该功放模块运用在工程中。
9.本实用新型采用低噪声放大、带通滤波、驱动放大、幅度均衡和功率放大的结构实
现涵盖0.05-5ghz带宽平坦度1db的功率放大器模块；输入端口直接gaas工艺的低噪声放大器相连，然后经过微带低通滤波器与ltcc高通滤波器的搭配滤波整形，再经过phemt超宽带分布式放大器驱动放大，输出到可调微带幅度均衡器，最终经过宽带gan功率放大器放大后输出；所有器件均布在一块材料为rt5880,厚度为0.19mm的基板上，链路之间的级联匹配采用s参数法匹配，通过仿真优化及调试，在0.05-5ghz频段内将平坦度控制在1db以内，输出p-1在33dbm以上。
10.本实用新型的有益效果为：平坦度为1db以内,工作频率为50mhz到5ghz,输出p-1达到了34dbm。
11.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
附图说明
12.图1为本实用新型实施例一种超宽带超平坦功率放大器模块的原理框图；
13.图2 低通滤波器版图；
14.图3 为本实用新型实施例一种超宽带超平坦功率放大器模块的局部放大图；
15.图4 功放增益曲线；
16.图5 产品结构示意图；
17.图6 产品布局图。
具体实施方式
18.以下对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
19.实施例1
20.如图1-6所示，一种超宽带超平坦功率放大器模块，依次设有低噪声放大器（lna）1、驱动放大器(dive amp)2、带通滤波器（bpf）3、幅度均衡器（equalizer）4和功率放大器（pa）5，采用s参数匹配方法整体优化，以完成宽带的级间匹配，为了减少印制板级联造成的平坦度恶化问题，所有元器件均集成在一块厚度为0.19mm的rt5880印制板上；
21.所述低噪声放大器（输入级lna）采用封装的gaas工艺放大器， 5v供电，工作频段包含0.05-8ghz；所述驱动放大器采用phemt工艺的超宽带分布式放大器，频率可覆盖0.02-15ghz，输出p-1可达到27dbm,漏极 8v供电，栅极-1.2v供电；所述带通滤波器采用微带低通滤波器和ltcc高通滤波器搭配的结构，其中低通滤波器的版图如图2所示，低通滤波器的尺寸为7.4mm
×
19mm,其中1为厚度0.19mm的rt5880基材，2为镀金铜箔导体,in与out分别与射频链路的上级下级连接。
22.所述幅度均衡器采用微带式超宽带均衡器，运用微带线及合适的电阻值实现正斜率的幅度均衡，用以均衡三级放大器的增益负斜率，图3为宽带均衡器的版图，宽带均衡器的尺寸为9.3mm
×
12mm，其中1为厚度0.19mm的rt5880基材，2为为镀金铜箔导体，3与4均为调节均衡量的电阻。
23.所述宽带功率放大器为采用gan hemt工艺的宽带功放，其工作频率范围为0.05-6ghz,输出功率达37dbm,设计时采用s参数匹配法，在0.05-5ghz内对放大器进行匹配，在工作频段内将平坦度控制在1db以内，所有供电所采用的电感全为宽带锥形电感，接地电容和
隔离电容为射频宽带电容。
24.按照上述设计方式，经过生产、加工、优化和调试，最终在0.05-5ghz频段内，功放组件实现了0.9db的幅度波动， 34dbm的输出p-1，其输出的增益曲线如图4所示；并且已将该功放模块运用在工程中。


技术特征：
1.一种超宽带超平坦功率放大器模块，其特征在于：依次设有低噪声放大器、驱动放大器、带通滤波器、幅度均衡器和功率放大器，采用s参数匹配方法整体优化，以完成宽带的级间匹配，为了减少印制板级联造成的平坦度恶化问题，所述的低噪声放大器、驱动放大器、带通滤波器、幅度均衡器和功率放大器均集成在一块厚度为0.19mm的rt5880印制板上。2.根据权利要求1所述的一种超宽带超平坦功率放大器模块，其特征在于：所述低噪声放大器采用封装的gaas工艺放大器， 5v供电，工作频段包含0.05-8ghz。3.根据权利要求1所述的一种超宽带超平坦功率放大器模块，其特征在于：所述驱动放大器采用phemt工艺的超宽带分布式放大器，频率覆盖0.02-15ghz，输出p-1可达到27dbm,漏极 8v供电，栅极-1.2v供电。4.根据权利要求1所述的一种超宽带超平坦功率放大器模块，其特征在于：所述带通滤波器采用微带低通滤波器和ltcc高通滤波器搭配的结构。5.根据权利要求1所述的一种超宽带超平坦功率放大器模块，其特征在于：所述幅度均衡器采用微带式超宽带均衡器。6.根据权利要求1所述的一种超宽带超平坦功率放大器模块，其特征在于：所述一种超宽带超平坦功率放大器模块为采用gan hemt工艺的宽带功放，其工作频率范围为0.05-6ghz,输出功率达37dbm。

技术总结
本实用新型公开了一种超宽带超平坦功率放大器模块，依次设有低噪声放大器、驱动放大器、带通滤波器、幅度均衡器和功率放大器，采用S参数匹配方法整体优化，以完成宽带的级间匹配，为了减少印制板级联造成的平坦度恶化问题，所述的低噪声放大器、驱动放大器、带通滤波器、幅度均衡器和功率放大器均集成在一块厚度为0.19mm的RT5880印制板上；本实用新型的优点在于：平坦度为1dB以内,工作频率为50MHz到5GHz,输出P-1达到了34dBm。1达到了34dBm。1达到了34dBm。


技术研发人员：欧阳浩越 林安正 朱典全 肖仕伟
受保护的技术使用者：合利科技发展有限公司
技术研发日：2022.04.21
技术公布日：2022/11/10