微波功率模块用宽带增益均衡器的研究

发布时间：2017-09-19 02:32

  本文关键词：微波功率模块用宽带增益均衡器的研究

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【摘要】：均衡器在雷达收发机、微波功率模块等微波通信系统中扮演着越来越重要的角色。无线通信及雷达系统的不断发展,其对于宽带应用的要求使得微波放大器电路设计出现了前所未有的挑战;新型的发射模块对于各种指标的要求也越来越高,高平坦度、宽频带、低成本已成为其基本要求之一。在宽频带的条件下,使用增益均衡器来改善微波系统的不平坦度是现今常见且有效的一种办法。宽带放大器和增益均衡器的配套使用也越来越被人们所接受。本论文根据项目需要,对微波宽带增益均衡器进行了充分的调研,列举和分析了常见的综合理论,结合项目要求分析这些理论的优缺点,从而确定哪种方法适合本文的增益均衡器。在分析了各种方法后,最终选用了现在被大家广泛采用的计算机优化设计法,即在固定的电路形式下,通过计算机的优化确定各种元器件的参数,使设计的均衡器的各种指标满足项目的要求。本文共设计了三种微带形式的增益均衡器,探讨了一些新型陷波器及拓扑结构做成的均衡器的优缺点。首先,传统的均衡器都用电阻、谐振枝节来构成衰减幅度可调的陷波器,把按需要把陷波器级联起来,通过几级陷波器的共同作用来组成所需要的均衡器,这种均衡器的谐振枝节,一般由?/2短路线或?/4开路线来构成.这种均衡器一方面体积较大,另一方面由于谐振枝节的谐振带宽变化量不大导致有些特殊的均衡曲线不易实现。本文利用一种新型的谐振结构—马刺线代替了传统的谐振枝节来设计均衡器,利用马刺线谐振时尺寸小于?/4且能通过调节奇、偶模阻抗来调节谐振带宽的特点能有效改善传统的均衡器带来的问题。其次,传统的均衡器通过谐波器之间的?/4阻抗线来实现网络的匹配从而减少驻波。由于设计时无法有效故算出阻抗线的初值,这导致了均衡器在设计时不得不利用计算机优化来解决此问题。本文从拓扑网络出发,基于微波网络的散射矩阵设计了一种易于匹配的低驻波均衡器,并提出了一种相适应的实现电路。最后,为改善一款86-100GHz的毫米波放大器的增益平坦度,本文设计了一款W波段增益均衡器,由于频带过高无法再利用电阻来调节均衡器的衰减量,考虑后决定利用耦合谐振来设计均衡器,利用耦合量的多少来控制均衡器的均衡量。本文基于不同的目的设计了几种不同类型的均衡器,最终测试的结果论证了上述几种方案实现均衡器的可行性。
【关键词】：增益均衡器 马刺线 低驻波 耦合谐振器 毫米波
【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
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究工作的背景与意义10-11
• 1.2 均衡器的国内外研究历史与现状11-15
• 1.3 本文的主要贡献与创新15-16
• 1.4 本论文的结构安排16-17
• 第二章 增益均衡器的基本理论17-34
• 2.1 增益均衡器的概念17-18
• 2.2 增益均衡器常见的设计方法18-26
• 2.2.1 达林顿网络综合法18-19
• 2.2.2 实频数据法19-21
• 2.2.3 原型电路归纳法21-26
• 2.3 计算机优化设计法26-33
• 2.3.1 级联网络分析26-28
• 2.3.2 谐波单元的构成28
• 2.3.3 常见的网络阻抗匹配方法28-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 基于马刺线的均衡器设计34-40
• 3.1 马刺线的结构分析34-36
• 3.2 马刺线微带均衡器设计36-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 基于匹配网络的低驻波增益均衡器40-46
• 4.1 低驻波增益均衡器理论分析40-42
• 4.2 低驻波增益均衡器的实现42-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第五章W波段增益均衡器46-67
• 5.1 放大器46-50
• 5.2 波导-微带过渡设计50-55
• 5.3 均衡器设计55-56
• 5.4 放大器、均衡器的加工与测试56-66
• 5.4.1 放大器的设计56-62
• 5.4.2 均衡器腔体和基片加工62
• 5.4.3 放大器和均衡器的测试62-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 全文总结与展望67-68
• 6.1 全文总结67
• 6.2 后续工作展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72
• 攻硕期间取得的研究成果72-73

【参考文献】

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本文编号：878971