基于波導(dǎo)的空間功率合成網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅速發(fā)展，通信、電子對(duì)抗和雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的小型化和高功率的要求越來(lái)越高。高的輸出功率意味著更好的通信質(zhì)量，更強(qiáng)的干擾與抗干擾能力，更大的雷達(dá)作用距離等。在 Ka及以上波段，由于單片功率放大器芯片的輸出功率有限，無(wú)法滿足高頻大功率系統(tǒng)的要求，因此工程上大多采用功率合成的方法來(lái)提高輸出功率。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)小型化，設(shè)計(jì)適用于多路微波集成電路等方面合成的功率合成網(wǎng)絡(luò)是十分必要的。
　　本文分析介紹了功率合成理論及影響輸出功

2、率、合成效率等參數(shù)的主要因素。利用三端口波導(dǎo)到微帶的雙探針過(guò)渡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一種適用于微波集成電路等多路平面電路合成的Ka波段空間功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)傳輸線理論的奇偶模分析法對(duì)該雙探針過(guò)渡結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的分析和改進(jìn)，以提高功率合成效率和輸出功率等。本文的主要內(nèi)容有：
　　1.完成了Ka波段基于波導(dǎo)的四路空間功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了四路微帶與矩形波導(dǎo)間信號(hào)的等功率合成與分配，單個(gè)四路功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)的損耗約為0.4dB-0.

3、8dB，網(wǎng)絡(luò)合成效率達(dá)到83.18％。
　　2.完成了Ka波段四路空間功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)工作，在微帶支路間引入了隔離電阻，并利用奇偶模理論對(duì)改進(jìn)模塊的等效電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析。改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了更高的支路隔離和更小的支路反射，減小了功率合成時(shí)各支路間的干擾和支路的反射，使得輸入合成網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗和反射更小，最終輸出的合成功率較改進(jìn)前也有明顯的提高。單個(gè)網(wǎng)絡(luò)的損耗約為0.3dB-0.5dB，合成效率達(dá)到89.13%。
　　

4、3.完成了基于波導(dǎo)的Ka波段四路空間功率合成放大器的研制，利用兩個(gè)相同的背靠背的四路空間功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)到四條微帶支路以及四條支路到波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換，在四條微帶支路中間加載4片TGA4505功率放大芯片實(shí)現(xiàn)各支路的功率放大，從而最終實(shí)現(xiàn)Ka波段的大功率輸出。該功率合成放大器在28GHz-31GHz頻率范圍內(nèi)，飽和輸出功率均大于39.01dBm（7.96W），最大飽和輸出功率出現(xiàn)在28GHz頻率處，其值為40.22dBm（10.52