回旋器件前級(jí)固態(tài)功率放大器的研究.pdf

1、回旋行波管是一種新型毫米波和亞毫米波段高功率回旋器件。它具有高功率和高效率的特點(diǎn)，同時(shí)又具有比較寬的帶寬。但要達(dá)到比較高的輸出功率，需要有一定功率的輸入信號(hào)予以驅(qū)動(dòng)。體積小、電壓低、一致性好、工作穩(wěn)定的固態(tài)功率放大器作為驅(qū)動(dòng)回旋行波管的前級(jí)放大電路被提了出來(lái)，并在實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用，大大促進(jìn)了毫米波段回旋行波管功率源系統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā)。
　　本文從固態(tài)功率源與功率合成的基礎(chǔ)理論出發(fā)，設(shè)計(jì)了一款8mm頻段固態(tài)20W脈沖功率放大器，

2、其具有體積小、噪聲低、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。同時(shí)為了與回旋行波管配合使用，本文還設(shè)計(jì)了與固態(tài)功率放大器配套的鐵氧體隔離器和增益均衡器。針對(duì)固態(tài)功率放大器的各個(gè)功能部件，本文內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：
　　1.梳理了毫米波固態(tài)功率放大器的分類和特性，并對(duì)功率合成網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論進(jìn)行了推導(dǎo)，為下面的設(shè)計(jì)提供理論支撐。
　　2.針對(duì)低噪聲和小體積的要求，完成芯片和電路的選型，使單路放大器模塊達(dá)到2W的連續(xù)波功率輸出。同時(shí)設(shè)計(jì)了矩形波

3、導(dǎo)——微帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，方便模塊之間的組裝。
　　3.為了使最終的功率放大器達(dá)到目標(biāo)輸出功率，需要使用功率合成結(jié)構(gòu)。在不同結(jié)構(gòu)之間比較后，最終選取了徑向波導(dǎo)結(jié)構(gòu)作為合成網(wǎng)絡(luò)原型，利用同軸波導(dǎo)到矩形波導(dǎo)的變換結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了性能比較好的漸變波導(dǎo)型8路和徑向波導(dǎo)腔型12路功率合成結(jié)構(gòu)，并針對(duì)8路合成結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加工測(cè)試。
　　4.在放大器的電源模塊中加入了脈沖調(diào)制電路，以達(dá)到使放大器可以脈沖工作的目的,并將電路在 Pspice中進(jìn)行了進(jìn)一

4、步仿真。之后還設(shè)計(jì)了兩路電源電路為功率放大器供電。
　　5.分析了鐵氧體隔離器的工作原理。利用鐵氧體的法拉第旋磁效應(yīng)，設(shè)計(jì)了一款8mm波段鐵氧體環(huán)行器，并以此環(huán)行器為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了環(huán)行式鐵氧體隔離器，以加大放大鏈路之間以及固態(tài)功率放大器輸出端口與回旋行波管輸入端口之間的隔離度。
　　6.分析了常用的增益均衡器的工作原理。利用加載有切比雪夫吸波材料的矩形諧振腔組成的陷波單元，針對(duì)回旋行波管的增益特性，設(shè)計(jì)了一款8mm波段的腔體增