Ka波段空間功率合成式放大器的研制.pdf

1、毫米波功率放大器是設(shè)計(jì)毫米波頻段發(fā)射機(jī)必不可少的關(guān)鍵部分。在單個(gè)器件輸出功率有限的情況下要提高系統(tǒng)的輸出功率，采用功率合成技術(shù)是一種有效解決問(wèn)題的方法。特別是在現(xiàn)有合成途徑存在諸多局限的條件下，新的毫米波功率合成技術(shù)是毫米波固態(tài)功率發(fā)射技術(shù)研究的核心。 目前，應(yīng)用最多的功率合成技術(shù)是電路合成和空間功率合成。電路合成由于傳輸線損耗以及電路面積隨器件數(shù)量增加成非線性增長(zhǎng)，從而其能夠合成的固態(tài)器件數(shù)目受到限制，不能滿足毫米波雷達(dá)的發(fā)射

2、功率要求?？臻g功率合成最大的優(yōu)點(diǎn)是合成效率基本與固態(tài)器件數(shù)量無(wú)關(guān)，更適合多器件的大功率輸出。所以本課題選取了空間功率合成的方式來(lái)制作高功率放大器。 本論文在對(duì)國(guó)內(nèi)外毫米波空間功率合成放大技術(shù)全面分析的基礎(chǔ)上，對(duì)擬采用的幾種空間功率合成結(jié)構(gòu)形式，運(yùn)用有限元法，時(shí)域有限積分法和對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)分布情況進(jìn)行仔細(xì)分析的辦法對(duì)各電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析，電路仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)合軟件仿真的結(jié)果和實(shí)際加工情況，提出了一種新型的T型結(jié)與微帶雙探針相結(jié)

3、合的空間功率合成結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的波導(dǎo)內(nèi)功率合成結(jié)構(gòu)和開(kāi)槽波導(dǎo)功率合成結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)較好的解決了空間功率合成時(shí)的兩大難題：在有限空間內(nèi)如何放置多器件的問(wèn)題以及功分/合成時(shí)信號(hào)幅度、相位的平衡度問(wèn)題。 經(jīng)過(guò)以上基礎(chǔ)研究和試驗(yàn)準(zhǔn)備，最后完成了在33-36GHz范圍內(nèi)輸出功率大于9W的毫米波功率放大器。測(cè)試結(jié)果表明：在30.5-37.5GHz的范圍內(nèi)，小信號(hào)增益大于49dB，并可獲得的最大飽和輸出功率為41.4dBm(13.8w)