微波寬帶固態(tài)高功率合成關鍵技術研究.pdf

1、為了不斷滿足系統(tǒng)對更高輸出功率、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。今天在電子對抗、測量等系統(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功率合成方法來實現(xiàn)寬帶、多路、高功率的設計目標。
　　本課題基于固態(tài)功率合成技術，簡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

2、合成效率的影響并介紹了提高合成效率的途徑；闡述了圓波導用于功率合成分配領域的基本理論?；诖耍謩e設計了一個微帶型和空間波導型功率分配器。
　　基于傳統(tǒng)Wilkinson功率分配結構，采用了一種超寬帶功率分配結構，避免了傳統(tǒng)的Wilkinson功率分配器的帶寬限制，并結合低阻抗集成傳輸線的高功率容量的特點，制作了一種微波小型化、超寬帶、高功率四路分配網(wǎng)絡，進行了實物測試。采用這一技術，接著又對該功分器進行了改進設計，設計結果：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，實現(xiàn)了9個倍頻程。
　　基于圓波導第五高次模具有圓對稱的特點，研制了一個Ka波段的圓波導-16路徑向排列矩形波導功率分配器。為了方便測試，設計了一個可以抑制圓波導其他低次模的花瓣型模式變換器。實測結果表明：在28-32GHz頻帶范圍內(nèi)，插損在1.5dB以內(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)絡達到了低損耗高功率輸出的要求。
　　針對所設計的圓波導-16路徑向排列矩形波導功率分配器的窄帶和低隔離度問題，提出了兩種改進設計方案。一是針對帶寬，設計了一個漸變型的模式變換器，仿真結果表明：在30-40GHz頻帶內(nèi)，回波損耗小于-15dB，插損小于1dB，達到了約30％的相對帶寬，實現(xiàn)了寬帶設計要求。這表明以模式變換器漸變結構為出發(fā)點優(yōu)化結構的思路是正確的，為后續(xù)的研究提供了方向。二