微带式大功率匹配负载课件

微带式大功率匹配负载去年有客户要大功率负载，其具体指标如下：1、N-50KR-100W特性阻抗：50Ω工作频率：DC-2.5GHz电压驻波比:≤1.10（DC-1GHz）；≤1.20（1GHz-2.5GHz）平均功率:100W峰值功率：10KW外形尺寸：200×120×372、N-50KR-200W特性阻抗：50Ω工作频率：DC-1GHz电压驻波比:≤1.20（DC-1GHz）平均功率:200W峰值功率：20KW外形尺寸：220×150×50

简单地讲负载是是传输线中的终端装置，主要用于吸收射频或微波系统的功率。匹配负载是将传输线电磁能量几乎全吸收的功率器件，要求在工作频带内剩余反射要小，即相应的驻波比尽可能的小。负载主要用于测试仪器的测试端口，电台，雷达站的吸收终端，通讯测试设备的终端，雷达发射调试和测试，调试发射机时作等效天线。平时我公司生产的大多数都是小功率负载，对于大功率负载是首次试制，它属于无源微波器件，具有一定的技术含量,虽然批量不大，但利润较高，而且国内生产厂家也不多，因此市场前景较好。

、计算微带线承载功率：1、微带线的最大平均功率式中TMAX是最高工作温度，即基片的电和物理特性可视为不变时的最高温度；T0是环境温度；△T是每瓦功率的温升。式中：K是基片的热导率即聚四氟乙烯的热导率查表为0.001；是微带线的平行板波导模型的等效宽；是导体损耗；是介质损耗。对于的微带线，导体的损耗比介质的损耗大的多，相比之下，的作用可以忽略，可用近似公式：是铜的表面电阻率，2、微带线的最大峰值功率是微带线能承受（不致引起介质击穿）的最高电压，聚四氟乙烯介质耐压为300KV·cm-1。根据上面公式发现，带线的宽度对功率影响较大，带线越宽承载的功率越大；板厚越厚热阻越大，散热就越差，但板厚太薄导体带线就越窄，导体的衰减太大承载的功率就越小；综合考虑，决定采用玻璃纤维强化聚四氟乙烯覆铜板厚度h=1.0mm，ε=2.65。结果远大于承载功率，设计选用微带线是可行的。二、腔体的计算：我们知道微带电路需要用腔体将微带线封闭起来，除接地导体外，离微带线带条的有限距离处还存在着导电边界，这些边界显著影响电路的性能，影响的程度依赖于微带电路和导体边界的距离，为减少辐射损耗和交叉干扰，通常要求腔体的宽度大于5倍的线宽，腔高大于5倍的板厚,但是腔过高将增加腔体总高度，浪费材料，经验通常取5mm以上，对带线影响就不大。因此腔宽取22mm便于安装螺钉，腔高取5mm。所以选用热传导率高的材料，如铝为2.12W/cm2.℃，铜为3.85W/cm2.℃，而钢只有0.46W/cm2.℃就相当差了。为了降低成本及考虑重量问题，我们决定选用标准铝型材散热器，因此必须确定散热面积。100W所需理论散热面积=100÷2.12=47.2（cm2）200W所需理论散热面积=200÷2.12=94.4（cm2）考虑到实际散热器效率及环境条件，取其效率取其效率η=55%，取安全系数K=3，100W所需实际散热面积=3×47.2÷55%≈258（cm2）200W所需实际散热面积=3×94.4÷55%≈515（cm2）通过计算我们选用标准散热器HEJ-141作为100W,长度取200mm，其有效面积为1379cm2；选用标准散热器HES-150作为200W，长度取220mm，其有效面积为3388cm2；可以看出散热面积远大于实际需要面积，这样可以高可靠使其产生的热量有效散发出去，并且符合客户外形要求。另外散热器表面处理很关键，表面进行阳极氧化和发黑处理，通常在自然冷却情况可提高10%-15%，强迫风冷可提高30%。四、整体结构：所有零件已经设计完成，现在考虑到各个零件之间的有效连接及阻抗的连续性一致性。1、接头与微带线路板之间：选用接头尾部为微带形式，采用焊接形式连接线路板。如果阻抗不匹配通过调整焊点大小及微调线路板尺寸即可。2、微带线路板与电阻之间：微带线路板与电阻之间阻抗匹配成为关键问题，通过客户推荐的安装方法，电阻引脚可以平于或高于带线表面，考虑到加工方便问题，我们决定采用于电阻五、结论：这两款产品试制后发现了一些问题，通过调整线路板及电阻位置，产品的性能达到客户要求。通过此产品的研发，可以发现