3mm固態(tài)功率合成放大技術(shù)研究.pdf

1、3mm頻段單個(gè)固態(tài)功放輸出功率普遍還處于毫瓦量級,實(shí)現(xiàn)該頻段多路、高效、高輸出的功率合成對系統(tǒng)應(yīng)用具有戰(zhàn)略價(jià)值,也是當(dāng)前3mm頻段研究的瓶頸之一。本文在3mm頻段,利用金屬波導(dǎo)低損耗的特性,針對合成結(jié)構(gòu)、頻帶寬度、合成效率等方面,對多種功率合成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較為深入的研究,主要工作如下:
　　1.基于E面波導(dǎo)-微帶探針理論,研制了3mm頻段波導(dǎo)單探針結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)安裝方便、插損小、易于固態(tài)器件散熱,適用于3mm頻段寬帶、大功率應(yīng)用。實(shí)測結(jié)

2、果顯示:在75-103.5GHz范圍,兩個(gè)端口反射系數(shù)小于-20dB,插入損耗小于2.2dB,扣除線損則該過渡的插損僅為0.25dB。
　　2.基于波導(dǎo)T型分支理論,分別對波導(dǎo)E面T型結(jié)、H面T型結(jié)、魔T進(jìn)行了研究。并分別對3種電橋進(jìn)行了設(shè)計(jì)研制,測試結(jié)果表明,三種電橋有著良好的幅相一致性,端口駐波,結(jié)構(gòu)簡單易實(shí)現(xiàn)。
　　3.基于波導(dǎo)分支電橋理論,對E面波導(dǎo)分支電橋進(jìn)行設(shè)計(jì)、研制。實(shí)測結(jié)果表明:在85-100GHz,S11<

3、-15dB,S21,S31約為-3.2到-3.4dB。對H面波導(dǎo)分支電橋進(jìn)行研究,研制測試表明:在85-100GHz,輸入端口反射系數(shù)小于-15dB,兩輸出端口信號幅度一致性良好,幅度差在0.32dB以內(nèi),電橋損耗在1dB以內(nèi)。
　　4.基于波導(dǎo)環(huán)形電橋理論,總結(jié)出3mm頻段波導(dǎo)環(huán)形電橋的一般設(shè)計(jì)方法。對波導(dǎo)環(huán)形電橋進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),研制。實(shí)測結(jié)果顯示:在75-103GHz范圍內(nèi),S11小于-15dB,S21,S31為-3.3dB到-

4、3.4dB左右。該結(jié)構(gòu)損耗小、頻帶寬、隔離度高、易于加工,適合作為3mm頻段功率合成放大器。
　　5.基于波導(dǎo)環(huán)形電橋合成網(wǎng)絡(luò),研制四路功率合成放大器,在88-92GHz范圍內(nèi),該合成器最大輸出功率高于1.8W,最大輸出功率為2.203W@88.5GHz,在88.5-94GHz,范圍內(nèi)合成器的合成效率高于70％,最大合成效率為86.4％@91GHz。在此基礎(chǔ)上研制了八路功率合成網(wǎng)絡(luò),測試結(jié)果顯示:在85-100GHz范圍內(nèi),該合成