一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块

摘要

本发明公开了一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块，属于放大器技术领域，包括外部贴片功放PA模块和内部滤波器Filter，具有易调试、重量轻、体积小、可靠性高、电性能好、温度稳定性好、电性能批量一致性好、成本低、可大批量生产等优点，适用于相应微波频段的通信、卫星通信等对体积、电性能、温度稳定性和可靠性有苛刻要求的场合和相应的系统中。

说明书

技术领域

本发明涉及放大器技术领域，特别是一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块。

背景技术

近年来，随着移动通信、卫星通信及国防电子系统的微型化的迅速发展，高性能、低成本和小型化已经成为目前微波/射频领域的发展方向，对微波功率放大器的性能、尺寸、可靠性和成本均提出了更高的要求。描述这种部件性能的主要指标有：工作频率范围、输出功率增益、增益噪声指数、输入输出三阶截取点、电压驻波比等。

低温共烧陶瓷是一种电子封装技术，采用多层陶瓷技术，能够将无源元件内置于介质基板内部，同时也可以将有源元件贴装于基板表面制成无源/有源集成的功能模块。LTCC技术在成本、集成封装、布线线宽和线间距、低阻抗金属化、设计多样性和灵活性及高频性能等方面都显现出众多优点，已成为无源集成的主流技术。其具有高Q值，便于内嵌无源器件，散热性好，可靠性高，耐高温，冲震等优点，利用LTCC技术，可以很好的加工出尺寸小，精度高，紧密型好，损耗小的微波器件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块，实现了一种集成了滤波器和微型功率放大器的LTCC微波模块，具有体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异、使用方便、适用范围广、成品率高、批量一致性好、造价低等优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块，包括外部贴片功放PA模块和内部滤波器Filter，外部贴片功放PA模块设于内部滤波器Filter的上表面，内部滤波器Filter的左侧面设有信号输入端P1和信号输出端P2，内部滤波器Filter的后侧面设有电源输入端P4和接地端P3，内部滤波器Filter的前侧面设有接地端P5和接地端P6，内部滤波器Filter的右侧面设有悬空端P7和悬空端P8，所述外部贴片功放PA模块的左边设有放大器输入端input，所述外部贴片功放PA模块的后边设有放大器供电端VDD，所述外部贴片功放PA模块的右边设有放大器输出端output，所述外部贴片功放PA模块的前边设有放大器接地端GND；

内部滤波器Filter包括上接地板shield1、第一谐振层、第二谐振层、Z形结构层、下接地板shield2、通孔Via1、通孔Via2、通孔Via3和通孔Via4，上接地板shield1、第一谐振层、第二谐振层、Z形结构层和下接地板shield2为从上至下依次设置，通孔Via1设于内部滤波器Filter的左边，通孔Via2设于内部滤波器Filter的后边，通孔Via3设于内部滤波器Filter的前边，通孔Via1设于内部滤波器Filter的右边；

第一谐振层包括短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7、短路短截线L8、连接线L-connet、输出电感Lout和输入电感Lin，短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7和短路短截线L8为从左至右依次间隔设置，短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7和短路短截线L8的后端均通过通孔Via2连接所述上接地板shield1，短路短截线L5的左边设有输出电感Lout，输出电感Lout与短路短截线L5连接，输出电感Lout的后边设有输入电感Lin，输入电感Lin通过通孔Via1连接放大器输入端input，输入电感Lin还连接信号输入端P1，短路短截线L8的右边设有连接线L-connet，连接线L-connet连接短路短截线L8，连接线L-connet还通过通孔Via4连接放大器输出端output；

第二谐振层包括短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4，短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4为从左至右依次间隔设置，短路短截线L1设于短路短截线L5的正下方，短路短截线L2设于短路短截线L6的正下方，短路短截线L3设于短路短截线L7的正下方，短路短截线L4设于短路短截线L8的正下方，短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4的前端均通过通孔Via3连接下接地板shield2；

Z形结构层包括Z形结构Z-type，接地端P3通过Z形结构Z-type连接接地端P6。

所述信号输入端P1、所述信号输出端P2、所述电源输入端P4、所述接地端P3、所述接地端P5、所述接地端P6、所述悬空端P7和所述悬空端P8均为外部封装引脚。

所述信号输入端P1、所述信号输出端P2、所述电源输入端P4、所述接地端P3、所述接地端P5、所述接地端P6、所述悬空端P7和所述悬空端P8的上端均设有向内部滤波器Filter上表面的一侧延伸的折弯部，所述信号输入端P1、所述信号输出端P2、所述电源输入端P4、所述接地端P3、所述接地端P5、所述接地端P6、所述悬空端P7和所述悬空端P8的下端均设有向内部滤波器Filter下表面的一侧延伸的折弯部。

所述外部贴片功放PA模块和所述内部滤波器Filter两者为通过LTCC技术实现的一体封装结构。

所述一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块采用LTCC工艺制成。

所述外部贴片功放PA模块的型号为WFD027035-P27。

所述短路短截线L1和所述短路短截线L5构成了第一谐振器，所述短路短截线L2和短路短截线L6构成了第二谐振器，所述短路短截线L3和短路短截线L7构成了第三谐振器，所述短路短截线L4和短路短截线L8构成了第四谐振器。

本发明所述的一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块，实现了一种集成了滤波器和微型功率放大器的LTCC微波模块，具有体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异、使用方便、适用范围广、成品率高、批量一致性好、造价低等优点。

附图说明

图1是本发明的原理图框图；

图2是本发明的外部结构示意图；

图3是本发明的内部滤波器Filte的内部结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示的一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块，包括外部贴片功放PA模块和内部滤波器Filter，外部贴片功放PA模块设于内部滤波器Filter的上表面，内部滤波器Filter的左侧面设有信号输入端P1和信号输出端P2，内部滤波器Filter的后侧面设有电源输入端P4和接地端P3，内部滤波器Filter的前侧面设有接地端P5和接地端P6，内部滤波器Filter的右侧面设有悬空端P7和悬空端P8，所述外部贴片功放PA模块的左边设有放大器输入端input，所述外部贴片功放PA模块的后边设有放大器供电端VDD，所述外部贴片功放PA模块的右边设有放大器输出端output，所述外部贴片功放PA模块的前边设有放大器接地端GND；

内部滤波器Filter包括上接地板shield1、第一谐振层、第二谐振层、Z形结构层、下接地板shield2、通孔Via1、通孔Via2、通孔Via3和通孔Via4，上接地板shield1、第一谐振层、第二谐振层、Z形结构层和下接地板shield2为从上至下依次设置，通孔Via1设于内部滤波器Filter的左边，通孔Via2设于内部滤波器Filter的后边，通孔Via3设于内部滤波器Filter的前边，通孔Via1设于内部滤波器Filter的右边；

第一谐振层包括短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7、短路短截线L8、连接线L-connet、输出电感Lout和输入电感Lin，短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7和短路短截线L8为从左至右依次间隔设置，短路短截线L5、短路短截线L6、短路短截线L7和短路短截线L8的后端均通过通孔Via2连接所述上接地板shield1，短路短截线L5的左边设有输出电感Lout，输出电感Lout与短路短截线L5连接，输出电感Lout的后边设有输入电感Lin，输入电感Lin通过通孔Via1连接放大器输入端input，输入电感Lin还连接信号输入端P1，短路短截线L8的右边设有连接线L-connet，连接线L-connet连接短路短截线L8，连接线L-connet还通过通孔Via4连接放大器输出端output；

第二谐振层包括短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4，短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4为从左至右依次间隔设置，短路短截线L1设于短路短截线L5的正下方，短路短截线L2设于短路短截线L6的正下方，短路短截线L3设于短路短截线L7的正下方，短路短截线L4设于短路短截线L8的正下方，短路短截线L1、短路短截线L2、短路短截线L3和短路短截线L4的前端均通过通孔Via3连接下接地板shield2；

Z形结构层包括Z形结构Z-type，接地端P3通过Z形结构Z-type连接接地端P6。

所述信号输入端P1、所述信号输出端P2、所述电源输入端P4、所述接地端P3、所述接地端P5、所述接地端P6、所述悬空端P7和所述悬空端P8均为外部封装引脚。

所述信号输入端P1、所述信号输出端P2、所述电源输入端P4、所述接地端P3、所述接地端P5、所述接地端P6、所述悬空端P7和所述悬空端P8的上端均设有向内部滤波器Filter上表面的一侧延伸的折弯部，所述信号输入端P1、所述信号输出端P2、所述电源输入端P4、所述接地端P3、所述接地端P5、所述接地端P6、所述悬空端P7和所述悬空端P8的下端均设有向内部滤波器Filter下表面的一侧延伸的折弯部。

所述外部贴片功放PA模块和所述内部滤波器Filter两者为通过LTCC技术实现的一体封装结构。

所述一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块采用LTCC工艺制成。

所述外部贴片功放PA模块的型号为WFD027035-P27。

所述短路短截线L1和所述短路短截线L5构成了第一谐振器，所述短路短截线L2和短路短截线L6构成了第二谐振器，所述短路短截线L3和短路短截线L7构成了第三谐振器，所述短路短截线L4和短路短截线L8构成了第四谐振器。

所述外部贴片功放PA模块为WFD027035-P27型芯片，是一款2.7-3.5GHz驱动放大器，使用0.5um珊长的砷化镓异质结晶体管(HFET)工艺制造而成。该芯片单电源工作，工作电压VDs＝9V，可在2.7-3.5GHz内提供27.5dBm的输出功率，线性增益27dB,典型电流350mA。该芯片主要用于微波收发组件，无线通信等。

本发明一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块，其工作频段为3.1-3.4GHz，尺寸仅为3.4mm*4.1mm*1.5mm。

本发明所述的一种高谐波抑制SHF波段功率放大器模块，实现了一种集成了滤波器和微型功率放大器的LTCC微波模块，具有体积小、重量轻、可靠性高、电性能优异、使用方便、适用范围广、成品率高、批量一致性好、造价低等优点。本发明具有易调试、重量轻、体积小、可靠性高、电性能好、温度稳定性好、电性能批量一致性好、成本低、可大批量生产等优点，适用于相应微波频段的通信、卫星通信等对体积、电性能、温度稳定性和可靠性有苛刻要求的场合和相应的系统中。