6-18GHz固态驱动前端关键技术研究

发布时间：2017-10-12 03:34

  本文关键词：6-18GHz固态驱动前端关键技术研究

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【摘要】：微波功率模块(MPM)是由固态驱动前端(SSA)、行波管放大器(TWT)和集成电源控制(IPC)三部分构成,因其结合了固态器件和电真空器件的优势,成为了适用于现代电子战系统中的大功率器件。固态驱动前端在微波功率模块中位于行波管放大器之前,二者共同提供微波功率模块最终相对平坦的功率输出。一般地,电真空器件的增益为频带中间高两边低的曲线,为保证微波功率模块最终相对平坦的输出曲线,需要微波固态驱动前端为行波管放大器提供合适的输入功率:一要实现功率驱动,二要对输入功率实现均衡校准。其中,增益均衡器作为固态驱动前端的关键技术,就是为了实现对行波管输入功率的均衡,其主要设计指标为均衡量和均衡精度以及端口驻波系数。首先,本文针对现有增益均衡器的均衡曲线无法精确控制这一现状,特别对双枝节加载型谐振器进行理论仿真分析,以此说明此陷波器在增益曲线精确控制方面的优势。然后,论文针对低频段增益均衡器尺寸偏大这一现状,实现了两种小型化均衡器的设计:一种是基于矩形螺旋谐振结构的增益均衡器,工作于0.8~2.2GHz,通过增强谐振结构的等效电感和等效电容减小谐振器尺寸,实现了增益均衡器小型化设计;另一种是基于复合左右手的LTCC(低温共烧陶瓷)增益均衡器,工作于2~6GHz,结合双枝节加载型谐振结构、复合左右手结构和LTCC技术构造出了基于复合左右手结构的LTCC谐振器,同时对此均衡器的主传输线加载了简化复合左右手结构枝节来缩减主传输线长度,最后得到了小型化的增益均衡器。最后,本论文设计并研制出了一款固态驱动前端,工作频带为6~18GHz,经测试,此固态驱动前端在给定输入功率下,裸芯片直流电路、检波电路工作正常,输入驻波比、输出功率均达到指标要求,进而验证了耦合器、均衡器的实用性。
【关键词】：固态驱动前端 增益均衡器 矩形螺旋谐振结构 复合左右手 LTCC
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN715
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 微波功率模块(MPM)简介9-10
• 1.1.1 微波功率模块(MPM)的概念9-10
• 1.1.2 微波功率模块(MPM)的发展前景10
• 1.2 固态驱动前端(SSA)简介10-12
• 1.3 微波固态驱动前端及其关键技术的发展动态12-18
• 1.3.1 国外发展动态12-15
• 1.3.2 国内发展动态15-18
• 1.4 论文的研究意义与研究内容18-19
• 第2章 微波增益均衡器基本理论19-36
• 2.1 增益均衡器的基本理论19-24
• 2.1.1 增益均衡器概述19-20
• 2.1.2 增益均衡器分类20-21
• 2.1.3 增益均衡器设计理论21-24
• 2.2 陷波器分析24-35
• 2.2.1 基于微带线的陷波器分析24-32
• 2.2.2 波导型陷波器32-34
• 2.2.3 基片集成波导（SIW）型陷波器34-35
• 2.3 本章小结35-36
• 第3章 均衡器小型化设计36-50
• 3.1 基于矩形螺旋谐振结构的小型化均衡器设计36-42
• 3.1.1 矩形螺旋谐振结构理论分析36-37
• 3.1.2 基于矩形螺旋谐振结构的陷波器仿真分析37-39
• 3.1.3 基于矩形螺旋谐振结构的均衡器设计39-40
• 3.1.4 基于矩形螺旋谐振结构的均衡器测试40-42
• 3.2 基于复合左右手结构的LTCC小型化增益均衡器42-49
• 3.2.1 复合左右手传输线基本理论42-45
• 3.2.2 LTCC技术基本理论45-46
• 3.2.3 基于复合左右手结构的LTCC谐振器分析46-47
• 3.2.4 基于复合左右手结构的LTCC陷波器分析47-48
• 3.2.5 基于复合左右手结构的LTCC均衡器设计48-49
• 3.3 本章小结49-50
• 第4章 6-18GHz固态驱动前端的设计50-66
• 4.1 固态驱动前端方案分析与设计50-60
• 4.1.1 器件选择52-55
• 4.1.2 末级功放热设计55-56
• 4.1.3 无源电路实现56-57
• 4.1.4 射频腔体与基板的设计57-58
• 4.1.5 直流供电电路的设计58-60
• 4.2 固态驱动前端放大器级联测试60-63
• 4.3 固态驱动前端中增益均衡器的设计63-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第5章 6-18GHz固态驱动前端加工与测试66-72
• 5.1 固态驱动前端加工66
• 5.2 固态驱动前端测试66-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第6章 结论72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-79
• 攻硕期间取得的研究成果79-80

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 魏启甫;基于LTCC的多层基片集成波导滤波器的研究[D];上海交通大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 王欢;毫米波增益均衡器[D];电子科技大学;2013年

2 俞泉;微波、毫米波功率模块固态放大驱动技术研究[D];电子科技大学;2006年

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本文编号：1016426