微波寬帶固態(tài)高功率合成關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、為了不斷滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)更高輸出功率、更寬帶寬，以及更優(yōu)綜合性能的要求，性能更加優(yōu)良的固態(tài)功率器件逐漸了取代真空電子管和行波管，更加頻繁地用在微波系統(tǒng)中。今天在電子對(duì)抗、測(cè)量等系統(tǒng)中，通常要求系統(tǒng)前端具有超寬帶、高功率特性，本文將用微帶電路功率合成方法和空間波導(dǎo)功率合成方法來(lái)實(shí)現(xiàn)寬帶、多路、高功率的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　本課題基于固態(tài)功率合成技術(shù)，簡(jiǎn)單介紹了其基本原理，討論了影響帶寬的因素并介紹了拓展帶寬的方法；分析了如電路損耗、幅相一致性對(duì)

2、合成效率的影響并介紹了提高合成效率的途徑；闡述了圓波導(dǎo)用于功率合成分配領(lǐng)域的基本理論?；诖耍謩e設(shè)計(jì)了一個(gè)微帶型和空間波導(dǎo)型功率分配器。
　　基于傳統(tǒng)Wilkinson功率分配結(jié)構(gòu)，采用了一種超寬帶功率分配結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)的Wilkinson功率分配器的帶寬限制，并結(jié)合低阻抗集成傳輸線(xiàn)的高功率容量的特點(diǎn)，制作了一種微波小型化、超寬帶、高功率四路分配網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行了實(shí)物測(cè)試。采用這一技術(shù)，接著又對(duì)該功分器進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果：在2

3、-18GHz頻帶內(nèi)，插入損耗小于0.6dB，回波損耗優(yōu)于9.5dB（在2.75-18GHz內(nèi)回波損耗優(yōu)于15dB），端口幅度差小于0.1dB，相位差小于1度，實(shí)現(xiàn)了9個(gè)倍頻程。
　　基于圓波導(dǎo)第五高次模具有圓對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)，研制了一個(gè)Ka波段的圓波導(dǎo)-16路徑向排列矩形波導(dǎo)功率分配器。為了方便測(cè)試，設(shè)計(jì)了一個(gè)可以抑制圓波導(dǎo)其他低次模的花瓣型模式變換器。實(shí)測(cè)結(jié)果表明：在28-32GHz頻帶范圍內(nèi)，插損在1.5dB以?xún)?nèi)，回波損耗大致優(yōu)于1

4、9dB，隔離度基本大于10dB。該功率分配網(wǎng)絡(luò)達(dá)到了低損耗高功率輸出的要求。
　　針對(duì)所設(shè)計(jì)的圓波導(dǎo)-16路徑向排列矩形波導(dǎo)功率分配器的窄帶和低隔離度問(wèn)題，提出了兩種改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。一是針對(duì)帶寬，設(shè)計(jì)了一個(gè)漸變型的模式變換器，仿真結(jié)果表明：在30-40GHz頻帶內(nèi)，回波損耗小于-15dB，插損小于1dB，達(dá)到了約30％的相對(duì)帶寬，實(shí)現(xiàn)了寬帶設(shè)計(jì)要求。這表明以模式變換器漸變結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的思路是正確的，為后續(xù)的研究提供了方向。二