宽带高效径向波导基空间功率合成技术

为获得振幅和相位一致性较好的空间功率合成结构,对径向波导电磁场分布进行了理论分析,推导出径向波导内存在TM_(00)主模.根据TM_(00)波电磁场的轴向对称性,提出了径向波导功分器的简化电磁模型和等效电路.并由此研制出了性能良好的X波段159 W固态功率放大器.在整个X波段,无源合成网络的合成效率都大于88%.含单片微波集成电路芯片(MMIC)的整体合成固态功放合成效率在整个MMIC工作频率范围内(11.9～12.3 GHz)大于83%.     

基于波导合成高效高功率密度Ku波段功放

提出了一种基于BB180波导电桥合成器与波导微带双探针相结合的Ku波段高效空间合成方案,波导合成实现了高效率,波导微带双探针结构实现功率模块的叠层安装,在Ku波段通过二者的结合实现了高功率密度。首先利用HFSS软件分析波导合成器和波导微带双探针模型,给出了仿真结果。在工程设计中采用GaN功率芯片构成放大器小模块单元,输出峰值功率25W。功放采用8个模块单元合成,在Ku波段合成饱和输出180W峰值功率(19%占空比),合成效率超过85%,附加效率高于25%,功率密度达到0.135W/cm3,实现了Ku波段微波高效合成与高功率密度输出。     

X波段五路径向波导功率合成器的设计

介绍了一种基于径向波导的X波段空间功率分配/合成系统和它的简化模型。利用HFSS软件,设计、仿真并制作了一个X波段五路径向波导功率合成器。仿真结果和测试结果一致性良好,测试结果显示在X波段近900 MHz的带宽范围内,其插入损耗小于0.75 dB,输入回波损耗优于20 dB,输出回波损耗优于12.5 dB,无源合成效率大于87.4%。该种功率分配/合成方案具有插入损耗低、合成效率高、结构紧凑、功率容量大且散热良好的特性,在功率合成领域具有广阔的应用前景。     

32路X波段径向波导空间功率合成系统研制

为突破单个固态功率器件在微波毫米波频段功率输出能力较低的限制,我们根据径向波导中主模TM00波电磁场的轴向对称性,提出了径向波导空间功率合成技术。并利用HFSS(高频电磁场仿真软件)和ADS(高级设计系统)软件,研制出了一款32路X波段径向波导空间功率合成系统。仿真和实验证明,从8.6GHz至12.3GHz,这种径向波导无源空间功率合成系统的插入损耗小于1dB,反射损耗小于-15dB,合成效率大于80%。     

基于波导合成高效高集成度Ku波段发射机

提出了一种基于BB180波导HT合成与双BB180波导转BJ180ET合成相结合的Ku波段高效波导合成方案。波导合成实现了高效率,BB180波导形式实现合成结构轻小型化。首先利用HFSS软件分析两种波导合成器三维模型,给出了仿真结果。在工程设计中采用GaN功率芯片构成放大器小模块单元,输出峰值功率25W。170W功放采用8个模块单元合成。发射机采用4个170W发射功放波导合成,在Ku波段输出功率600W(占空比19%),总合成效率在80%,附加效率达到18%。在结构设计上,170W功放、电源模块、波导合成器采用叠层结构组装,大大减小了发射机空间,实现了发射机高集成度。合理的结构及热设计保证了发...     

Ka波段波导二进制空间功率合成放大器

研制了一种连续波Ka波段二进制8路空间功率合成放大器,采用全波导分配/合成结构,结合了分支波导耦合器和空间功率合成技术,具有低损耗、高效率、驻波良好和结构紧凑的特点。在31～36GHz频率范围内,增益为17.5～19.5dB,连续饱和输出平均功率Pout≥10W,工作效率在全频段内大于13%,功率合成效率超过72.5%,最大合成效率超过90%。     

一种新型Ka频段功率合成放大器的设计

为了提高Ka频段功率放大器的输出功率,设计了一种新型的毫米波波导内空间功率合成放大器.采用魔T功率合成器和波导-微带双探针转换实现的波导内空间功率分配/合成网络,在毫米波频段实现了宽带、低损耗、幅相对称的四路功率合成放大器.该毫米波功率合成放大器的合成效率,在25~29 GHz高于82%,在25~28 GHz高于86%.     

一种C 波段全固态大功率GaN 微波源研制

采用带6 位移相器功能、输出功率大于30W、增益45dB 带6 位移相器功能的C 波段固态单元GaN 功放模块, 通过高效率同轴波导径向空间功率合成方法,研制高功率高效率固态C 波段GaN 微波源,该微波源具有高频、高功率、 高效率、高热导率、高可靠、体积小、重量轻等优点。设计举例：研制一种新型大功率C 波段全固态GaN 微波源,其输 出功率（CW）1.2kW 、总效率30%、谐波抑制-54.8dBc、杂散-63.69dBc、相位噪声-94.03dBc/Hz@1kHz、移相精度 5.6o、同轴波导径向空间功率合成效率95%。     

用于卫星通信基于波导魔T的高功率高效率空间行波管功率合成

空间行波管以其高功率、高效率等优势广泛应用于卫星通信,本文对两支X波段空间行波管进行功率合成设计及验证,设计一款低插损、幅相均衡、高隔离度的波导魔T功率合成器。通过前端引入移相器和衰减器,两只X波段45W空间行波管在0.7GHz内,输出功率大于85W合成效率大于90%。该合成器可以作为二进制功率合成单元用于更多支空间行波管大功率合成。     

Ka波段高效紧凑型功率放大器设计

提出了一种基于波导四路功分/合成器和波导—微带探针过度相结合的空间功率合成方案。使用波导定向耦合器实现双层两路合成器的紧凑连接,提高合成通道间的隔离度,减小合成链路间的耦合干扰。采用四只GaAs MMIC功放芯片,制作出高效率毫米波放大模块,在34GHz～36GHz频率范围内实现连续波15W饱和功率输出,合成效率高于95%,功率附加效率大于20%,在Ka波段实现了高效功率合成和大功率输出。     

一种结构紧凑性能优良的微波功率合成系统

为了满足大功率微波系统的需求,本文提出了一种复合式功率合成系统的设计方法。基于此方法,利用CST2019软件设计了一款16路Ku波段功率合成系统。该合成系统的尺寸为48 mm×214 mm×18 mm。测试结果显示从14.5 GHz到17.5 GHz范围内,其无源合成效率可达90%以上。该合成系统由矩形波导合成系统和波导同轴型合成系统构成,具有双层支路,结构紧凑,呈准平面,非常有利于散热装置的安装。     

Ka波段100W固态功率合成器

随着科技发展,对大功率的需求越来越高,但是单个固态功率放大器输出功率有限,功率合成技术应运而生。文章介绍了一种利用波导实现Ka波段芯片级功率合成的方法。首先介绍了两路波导功率合成器的模型,分析了影响功率合成效率的因素,推导出合成效率最大化的条件。然后借助HFSS软件进行仿真优化,依托精密机加工技术制作出来的波导功率合成器可以在4GHz带宽内VSWR<1.5,LOSS<0.5dB。合成的基本单元3W模块由两个1.8W的MMIC通过Lange桥合成,在装入壳体合成之前单独调试,确保功率相等,相位一致。最后采用该合路器在35GHz~35.4GHz的工作频率内成功获得100W的合成功率,合成效率达85%以上,测试数据和模拟数据基本吻合。     

Ka频段2W功率合成器的研究

研究了双对极鳍线实现的四路波导空间功率合成器。该分配/合成电路频带宽、合成效率高,可向更高合成路数扩展,且合成效率基本不受合成路数的限制。由测试结果可以看出,从36.8~37.8GHz频带内功率输出都达到了2W的设计要求,按最高功率输出2.2W计算,效率达到了87%。     

一种Ka波段6路功率分配/合成模块的设计

为了在 Ka波段实现高效率的功率合成,提出了一种具有很好的幅值相位特性的新型3路功率分配器,有利于提高固态放大器合成效率。研发了一种中心频率35 GHz 的双探针波导微带过渡结构,在32 GHz~38 GHz 反射系数低于-25 dB。在此基础上设计了一种6路功率分配合成模块,结果显示在31 GHz~39 GHz范围内,该模块反射系数低于-20 dB,插入损耗约为0.2 dB,合成效率接近95%。     

6 ~ 18 GHz 脊波导宽带功率合成放大器

提出一种不通过波导脊背与微带导带接触来实现脊波导-微带射频信号过渡的新型电路,具有工作频带宽、插入损耗小、电性能稳定等优点,非常适合工程应用。通过对该非接触式脊波导-微带过渡与Lange 电桥进行理论分析与仿真计算,提出了一种可覆盖C/ X/ Ku 频段的宽带功率合成方法,并按照该方案在6 ~18 GHz 频段内设计了一种以脊波导为射频端口的高效率2 路功率合成放大器。实测结果表明,6 ~18 GHz 频率范围内的无源合成效率高于87%。采用该电路将典型输出功率12 W 的2 只MMIC 的输出功率合成,在6 ~18 GHz 频率范围内得到了高于20 W 的饱和功率输出,附加效率最高可达28. 9%。该宽带功率合成放大器以脊波导为接口,不但功率容量大,且便于采用脊波导功率合成器进行高效率二次合成,为6 ~18 GHz 更大输出功率的固态功放研制提供了解决方案。     

一种新型的毫米波功率合成电路

针对毫米波功率合成技术研究,吸取传统W ilk inson电桥的优点,提出了一种新型低损耗毫米波微带集成3dB电桥,其成本低、加工制作容易、在32GHz~37GHz,插损为0.2dB;以此3dB电桥为基础的Ka频段功率合成网络,在频率33~35GHz,合成效率达75%.     

基于径向波导合成技术的W波段功率放大器设计

基于径向波导合成技术,设计了一款W波段功率放大器。功放采用4路氮化镓单片微波集成电路(MMIC)单片合成设计,在90 GHz处输出功率为3.7 W,合成效率为94.3%,具有较好的工程应用价值。