W频段机场异物探测雷达收发前端

主要介绍了一种用于机场异物探测雷达的W频段调频连续波( FMCW)收发前端的研究工作。基于波导T形接头的等效计算公式,对W频段波导合成电路进行了集中参数的电路建模,通过优化设计波导合成电路的参数,提高了波导合成电路的容差特性,解决了W频段波导功率合成电路加工精度要求高的问题,实现了W频段4路功率合成;采用低损耗的石英基材设计开发了微带薄膜滤波器技术,实现了W频段FMCW雷达接收前端的一体化集成设计;通过对低噪声放大器芯片键和金丝的匹配设计,实现了W频段收发前端的低噪声接收。最终实现的W频段FMCW收发前端的发射功率优于360 mW,接收机噪声系数优于5 dB。研制的收发前端为W频段FMCW雷达提供了一种有效的射频前端的解决方案。     

功率为16.9 dBm增益大于20 dB的InP DHBT W波段功率放大器

A two-stage MMIC power amplifier has been realized by use of a l-μm InP double heterojunction bipolar transistor(DHBT).The cascode structure,low-loss matching networks,and low-parasite cell units enhance the power gain.The optimum load impedance is determined from load-pull simulation.A coplanar waveguide transmission line is adopted for its ease of fabrication.The chip size is 1.5×1.7 mm~2 with the emitter area of 16×1μm×15μm in the output stage.Measurements show that small signal gain is more than 20 dB over 75.5-84.5 GHz and the saturated power is 16.9 dBm @ 79 GHz with gain of 15.2 dB.The high power gain makes it very suitable for medium power amplification.     

W波段高频输出窗仿真与实验研究

研究了W波段高频输出窗的工作特性及三个关键结构尺寸对工作特性的影响规律.结果表明,驻波比小于1.2的频带为94.21 ～ 94.76 GHz;驻波比小于1.1的频带为94.34～94.64 GHz;工作频带内无谐振模式;窗片厚度对工作特性影响最大.热力学分析显示,温度最高点和应力最大点分别位于陶瓷窗片中心和边缘;最高温度和最大应力分别为117℃和144MPa.研制并测试了W波段高频输出窗.测试结果表明,驻波比小于1.2的频带为94.13～94.60 GHz,驻波比最小值为1.06,对应的频率为94.40 GHz.     

W波段平面线形排列多注分布作用管谐振腔的研究

通过三维仿真软件CST-MSW建立了平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙谐振腔的物理模型,获得了结构参数对腔体的场形、特性阻抗等相关冷参数的影响.在工作模式频率相同的情况下,对平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙腔体和带状注速调管传统的哑铃型五间隙腔体参数进行了对比分析.研究表明,平面线形排列的多注分布作用速调管谐振腔具有结构稳定、有效互作用阻抗高等优点.同时还发现在一定频带范围内这种平面线形排列的多注分布作用速调管谐振腔具有较少的非工作模式,这对实际工程制管具有重要指导意义.     

A 77-100 GHz power amplifier using 0.1-μm GaAs PHEMT technology

A wideband MMIC power amplifier at W-band is reported in this letter. The four-stage MMIC, developed using 0.1 μm GaAs pseudomorphic HEMT (PHEMT) technology, demonstrated a flat small signal gain of 12.4±2 dB with a minimum saturated output power (Psat) of 14.2 dBm from 77 to 100 GHz. The typical Psat is better by 16.3 dBm with a flatness of 0.4 dB and the maximum power added efficiency is 6% between 77 and 92 GHz. This result shows that the amplifier delivers output power density of about 470 mW/mm with a total gate output periphery of 100 μm. As far as we know, it is nearly the best power density performance ever published from a single ended GaAs-based PHEMT MMIC at this frequency band.     

110 GHz可溯源的On-wafer GaAs基Multi-TRL校准标准件研制

设计制作了用于1 ~110 GHz On-wafer 散射参数测试系统自校准的GaAs基Multi-TRL校准标准件。主要验证了Multi-TRL校准标准件设计的正确性;经过与国外计量标准及商用校准件比对,还验证了在频率范围1 GHz~110 GHz,用于Multi-TRL校准的校准标准件的准确性。     

全W 波段宽带波导双工器研究

为解决下一代毫米波超宽带探测及雷达系统中谱段覆盖不足的问题,文中提出一款W 波段宽带波 导双工器的设计,能实现两个宽带谱段信号的分离和合并。首先提出基于波导混合网络原理的波导型双工器架 构设计;其次,结合高通滤波器结构,提出全W 波段波导双工器的优化设计;最后,基于数控CNC 技术对该W 波 段双工器进行制备。该双工器不仅能够实现宽带频分/ 频合和通道间高隔离性能,且具有高频段、易工艺实现的 简单结构。实际测试结果表明该双工器能够将W 波段划分为75~94 GHz 和94~110 GHz 两个频段(3 dB 相对带 宽分别为22.6%和15.7%),两通道内插入损耗分别约为-0. 5 dB 和-0. 6 dB,通道间隔离度基本优于-15 dB,且 实测性能均与仿真数据一致。此外,该W 波段波导双工器易被扩展至太赫兹频段应用。     

用于W波段谐波抑制的矩形波导滤波器

设计了一种可以低损耗的通过47GHz信号同时抑制94GHz谐波信号的矩形波导滤波器,滤波器采用宽边开槽结构,仿真结果与测试结果表明滤波器在47GHz时的插入损耗小于0.5dB,而对W波段的谐波信号的抑制大于40dB,测试结果和仿真结果吻合良好。     

W波段行波管发展评述

本文主要介绍了目前国内外W波段行波管的研究现状及所达到的技术水平,对相关的慢波电路结构、电子光学系统及相关的加工工艺进行了分析。同时还对进一步提高W波段行波管输出功率、拓宽行波管带宽、改善电子注流通和耦合装置匹配性能等技术手段进行了研究和分析。     

W波段大功率集成极靴式互作用结构研究

针对W波段大功率折叠波导行波管的技术难点,提出了一种一体式加工的集成极靴式互作用结构,该结构将直角型折叠波导嵌入到极靴中,实现注-波互作用结构与聚焦系统的集成,提高周期永磁系统的聚焦能力,再通过增加阴极发射的电子注电流,实现功率的提升。文中首先介绍了集成极靴式互作用结构,提供该结构中慢波结构的尺寸参数,计算其色散特性及耦合阻抗曲线,并设计了相应的磁聚焦系统。最终对互作用结构进行仿真模拟,在90~100 GHz频带内可获得高于700 W的饱和输出功率。带内饱和增益均小于20 dB,可有效防止自激振荡的产生,该互作用结构可广泛应用于级联功率放大模块的后级放大器中。