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計毫米波頻段發(fā)射機必不可少的關鍵部分。在單個器件輸出功率有限的情況下要提高系統(tǒng)的輸出功率，采用功率合成技術是一種有效解決問題的方法。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是毫米波固態(tài)功率發(fā)射技術研究的核心。 目前，應用最多的功率合成技術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，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的發(fā)射

2、功率要求。空間功率合成最大的優(yōu)點是合成效率基本與固態(tài)器件數(shù)量無關，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制作高功率放大器。 本論文在對國內(nèi)外毫米波空間功率合成放大技術全面分析的基礎上，對擬采用的幾種空間功率合成結(jié)構形式，運用有限元法，時域有限積分法和對電場、磁場分布情況進行仔細分析的辦法對各電路結(jié)構進行了理論分析，電路仿真和優(yōu)化設計。結(jié)合軟件仿真的結(jié)果和實際加工情況，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，該結(jié)構不同于傳統(tǒng)的波導內(nèi)功率合成結(jié)構和開槽波導功率合成結(jié)構。該結(jié)構較好的解決了空間功率合成時的兩大難題：在有限空間內(nèi)如何放置多器件的問題以及功分/合成時信號幅度、相位的平衡度問題。 經(jīng)過以上基礎研究和試驗準備，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。測試結(jié)果表明：在30.5-37.5GHz的范圍內(nèi)，小信號增益大于49dB，并可獲得的最大飽和輸出功率為41.4dBm(13.8w)