行波管放大器非線性幅相測試模塊的研制.pdf

1、作為工作在大信號狀態(tài)下的微波真空器件,行波管放大器(TWTA)憑借高功率、高增益、寬頻帶和高工作頻率等性能特點,廣泛應(yīng)用于深空探測和電子對抗等無線通信領(lǐng)域,并在其中扮演著將信號進(jìn)行放大的重要角色。由于TWTA是一種非線性器件,大信號條件下表現(xiàn)出的非線性幅相(AM-AM、AM-PM)效應(yīng)會對整個系統(tǒng)的通信質(zhì)量造成影響?；诖?有必要建立測試模塊,對 TWTA的AM-AM、AM-PM行為進(jìn)行測試和預(yù)判,根據(jù)測試的結(jié)果,對TWTA進(jìn)行線性化處

2、理。
　　本文立足TWTA測試的基本原理,首先對TWTA的非線性幅相測試在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研,通過對幅相測試系統(tǒng)的深入了解,綜合制作成本、在線測試和測試精度等因素,采用了六端口電路實現(xiàn)TWTA幅相測試模塊。對六端口的原理進(jìn)行推導(dǎo),印證了采用該測試模塊作為非線性幅相測試部件的合理性。本文從以下幾個方面對測試模塊進(jìn)行了研究和設(shè)計:
　　1.結(jié)合幅相測試模塊基本原理,確定了采用多節(jié)非對稱形式耦合器作為取樣耦合器的方案。通過對

3、傳統(tǒng)多節(jié)耦合器的對稱和非對稱結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論研究,研制了改進(jìn)形式的10dB非對稱定向耦合器,測試結(jié)果表明:在2~18GHz內(nèi),耦合度在10dB±1dB內(nèi),且回波損耗>15dB,隔離度>20dB。
　　2.為提升耦合結(jié)構(gòu)的回波損耗和隔離性能,研制了加載鋸齒形結(jié)構(gòu)的2~8GHz90°混合耦合器,并制作了加載矩形結(jié)構(gòu)的6~18GHz90°混合耦合器。實測結(jié)果表明:2~8GHz的耦合器具有回波損耗>20dB,隔離度>25dB的性能;6~18G

4、Hz的耦合器具有回波損耗>15dB,隔離度>17dB的性能。
　　3.從切比雪夫(Chebyshev)變換器和隔離電阻兩方面對寬帶功分器的本質(zhì)進(jìn)行了研究。描述了2~8GHz、6~18GHz器件的設(shè)計方法,進(jìn)行了模型仿真,并制作了2~8GHz的等分同相功分器。
　　4.利用90°混合耦合器的設(shè)計原理,研制了部分、完全兩種集成方式的2~8GHz六端口電路,并研制了完全集成方式的6~18GHz六端口電路。搭建了測試系統(tǒng),對模塊進(jìn)行