Ka波段固態(tài)功率合成放大器的研制.pdf

1、本論文針對當(dāng)前越來越多的毫米波系統(tǒng)對大功率固態(tài)源的需要，重點(diǎn)研究了一種高集成度固態(tài)合成放大電路的關(guān)鍵技術(shù)。采用計(jì)算分析的方法討論了兩路合成信號的幅度、相位不平衡及電路損耗對合成效率的影響，結(jié)果顯示對于理想合成器，兩路合成信號幅度差小于3dB，相位差在30。以內(nèi)時(shí)可以得到理論上高于90％的合成效率，以及電路損耗使得合成效率的惡化最嚴(yán)重；采用網(wǎng)絡(luò)分析的方法比較、分析了三端口網(wǎng)絡(luò)和四端口網(wǎng)絡(luò)的特性，針對三端口功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)隔離度不高、各端

2、口無法完全匹配的缺點(diǎn)，將四端口3dB分支波導(dǎo)合成器引入到功率合成器中作為功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)，使得各端口達(dá)到了完全匹配，在30-40GHz頻帶上兩路輸出隔離度達(dá)到了15dB以上；針對波導(dǎo)合成器的非對稱結(jié)構(gòu)，采用計(jì)算分析的方法討論了波導(dǎo)合成器引入的幅相不平衡對合成器的影響，結(jié)果顯示在端口完全匹配且理想隔離的前提下，波導(dǎo)合成器等定向耦合器輸出端引入的相位不平衡對合成效率沒有影響，幅度不平衡影響也較小，在放大器處于飽和工作狀態(tài)時(shí)，幅度差為3dB

3、，合成效率仍可高于97％；為了提高系統(tǒng)集成度，設(shè)計(jì)了一款波導(dǎo)一微帶雙層探針過渡結(jié)構(gòu)，在完成波導(dǎo)一微帶過渡的同時(shí)進(jìn)行了一次功分，仿真回波損耗高于20dB，此結(jié)構(gòu)結(jié)合3dB分支波導(dǎo)合成器最終實(shí)現(xiàn)了低插損的兩級四路功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)測插損在30-40GHz頻帶上小于1.5dB，中心頻點(diǎn)上插損僅為0.5dB；由于微組裝工藝質(zhì)量對毫米波頻段的功率合成器電性能有很大影響，本文介紹了毫米波微組裝工藝，進(jìn)而借助電磁仿真工具研究了金絲互連對傳輸性能的