Ka波段宽带行波式功率合成放大器的研究

发布时间：2020-10-18 02:00

　　 功率合成放大器是微波毫米波通信系统的重要组成部分,而行波式功率合成放大技术由于其频带宽、结构紧凑等优点在实际工程中得到了广泛的应用。本文结合国内外发展现状,对可以实现高性能、宽频带的Ka波段行波式功率合成放大器进行研究与设计。首先,通过对电磁带隙结构的研究与分析,采用波导传输法和色散分析法对Ka频段电磁带隙结构进行分析与设计,仿真结果显示这种电磁带隙结构的频带范围为21-58GHz,可以覆盖整个Ka频段。其次,基于对微带探针行波式功率分配合成网络的分析,提出一种基于E面Y分支波导的功率分配合成网络,实物加工测试结果显示在26.5-37.5GHz频带内,回波损耗低于-14dB,插入损耗小于2.5dB。再次,提出一种基于脊间隙波导的行波式功率分配合成网络,耦合单元采用脊探针结构实现了一体化加工,解决了微带探针耦合单元插入损耗大且对装配精度要求高的缺点。实物加工测试结果显示这种结构在整个Ka频段内,回波损耗低于-15dB,背靠背结构插入损耗≤1.2dB,合成效率≥85%,具有良好的宽带特性。最后,对Ka频段功率合成放大器的有源网络进行设计,并装配构成完整的功率合成放大器,实际测试结果显示本文设计的功率合成放大器最大输出功率≥1.5W,本文设计的功率合成放大器具有广泛的工程应用前景。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN722
【部分图文】：

构且没有引入介质损耗，因此可实现更高效率的功率合成。??１．１．１国内研宄现状??２０１〗年陈会林采用波导环形桥功分器设计了一种如图１．１所示的４路功率合成放大??器，在３１－３７ＧＨｚ频带内可以实现７６％以上的功率合成效率［｜９１。??ＩＨＨ??图１．１?Ｋａ波段环形桥４路功率合成放大??１??

１绪论??硕士专业学位论文??２０１２年吴永伦等人提出了一种如图１．２所示的基于Ｅ面Ｙ分支波导的１分４路功??率合成分配器，采用阶梯阻抗匹配实现良好的过渡，通过在主传输波导腔Ｈ面中间及同??端输出端口插入阻性膜片，可以实现输出端较好的隔离效果，端口隔离度低于－１２ｄＢ，?－??］５ｄＢ?带宽为?２９ＧＨｚ￣３７ＧＨｚ【２０］。??．??图１．２基于Ｙ分支波导的１分４路功率合成分配器??２０１２年谢小强等人提出了一种如图１．３所示的Ｋａ波段的Ｅ面Ｈ分支耦合器结构的??功率分配合成网络，可以实现频带内较小的插入损耗和良好的回波损耗［２１］。??？?１?镳?春?？?？?？?？??參?＇‘暴?參?？??＾ｓｆｓ－ｒ：■?．？??＊?？參?＿７參參？??＊?？？猶?《?？?＊?＊?＊?＼ｍｓ＾??图１．３?Ｋａ波段的Ｅ面Ｈ分支耦合器??２０１４年Ｙｉｎ．Ｋ等人设计了一种如图１．４所示的Ｋａ频段１分４路功率分配合成网络，??采用Ｅ面对阵双探针结构为设计思路，实测功率合成效率可以达到７２？８２％［２２］。??，曝??＿＾?罐ｆ?！?’?！?５０；，?ｍｊｃｆｏｓｉｒ＾ｐ?ｌｉｎｅ??？?＿?＇一??图１．４?１分４路功率合成放大器??２０１６年方建洪等人采用石英晶体探针结构设计了一种如图１．５所示的Ｋａ频段６０Ｗ??空间功率合成放大器

１绪论??硕士专业学位论文??２０１２年吴永伦等人提出了一种如图１．２所示的基于Ｅ面Ｙ分支波导的１分４路功??率合成分配器，采用阶梯阻抗匹配实现良好的过渡，通过在主传输波导腔Ｈ面中间及同??端输出端口插入阻性膜片，可以实现输出端较好的隔离效果，端口隔离度低于－１２ｄＢ，?－??］５ｄＢ?带宽为?２９ＧＨｚ￣３７ＧＨｚ【２０］。??．??图１．２基于Ｙ分支波导的１分４路功率合成分配器??２０１２年谢小强等人提出了一种如图１．３所示的Ｋａ波段的Ｅ面Ｈ分支耦合器结构的??功率分配合成网络，可以实现频带内较小的插入损耗和良好的回波损耗［２１］。??？?１?镳?春?？?？?？?？??參?＇‘暴?參?？??＾ｓｆｓ－ｒ：■?．？??＊?？參?＿７參參？??＊?？？猶?《?？?＊?＊?＊?＼ｍｓ＾??图１．３?Ｋａ波段的Ｅ面Ｈ分支耦合器??２０１４年Ｙｉｎ．Ｋ等人设计了一种如图１．４所示的Ｋａ频段１分４路功率分配合成网络，??采用Ｅ面对阵双探针结构为设计思路，实测功率合成效率可以达到７２？８２％［２２］。??，曝??＿＾?罐ｆ?！?’?！?５０；，?ｍｊｃｆｏｓｉｒ＾ｐ?ｌｉｎｅ??？?＿?＇一??图１．４?１分４路功率合成放大器??２０１６年方建洪等人采用石英晶体探针结构设计了一种如图１．５所示的Ｋａ频段６０Ｗ??空间功率合成放大器
【参考文献】

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本文编号：2845628