W波段回旋行波管仿真设计与热测实验

通过软件仿真方法分析和设计了W波段回旋行波管的输入输出耦合器、磁控注入式电子枪以及高频互作用电路,根据优化结果加工了实物并进行了热测实验.实验结果表明,电子注电压60 k V,电流6 A,在94 GHz频率获得了最大峰值功率78 k W,增益53.9 d B以及21.7%的效率,峰值功率大于50 k W带宽达到3.8 GHz.PIC粒子模拟和热测实验均表明,设计的W波段回旋行波管能够稳定的工作,从而证明周期加载高频互作用电路在抑制寄生模式以及自激振荡方面具有很大的优势.     

W波段斜注管高频结构的设计和注波互作用模拟

斜注管是返波管的一种,其基本原理是将电子注稍微倾斜于慢波结构表面,通过改变电子注的倾角来优化有效互作用长度,达到更高的输出功率和效率.本文论述了斜注管的基本原理,对其冷特性进行了研究,初步设计了W波段斜注管慢波结构,并利用3D电磁模拟软件,对其注-波互作用进行了模拟,模拟得到20W的输出功率以及15GHz的带宽.     

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。     

W波段带状注电子枪的仿真研究

随着电真空器件向更高频段的发展,传统电真空器件的发展受到了限制,而带状电子注器件相对于传统的电真空器件有很多优点,有很好的发展前景,对该种器件来说重要的一点就是如何产生带状电子注.本文对传统的轴对称收敛型皮尔斯电子枪进行变形,设计了一种用于W波段的带状注电子枪,进行了理论分析,推导出计算公式,然后用3D电磁仿真软件CST进行了仿真计算,并对电子枪结构进行调整优化,得到了符合预期要求的高质量电子注.     

W 波段串馈微带贴片阵列天线设计

通过采用微带传输线模型进行分析,设计了W 波段微带串馈微带贴片阵列天线,并用幅度加权实现方向图副 瓣控制。而该微带天线具有体积小、重量轻、结构简单、制作简单等诸多优点,从而使该天线在W 波段具有加工可实 现性高、成本低的优点。     

mm-Wave Communication Systems at W-Band

Two communication systems at W-band are introduced, including the system design, the modulation scheme, etc. TV delivery system delivers picture of quality meeting grade 4.5 over 8 km （no rain）. Digital communication system is capable of operating at data rates up to 8.448 Mb/s beyond 10 km under a BER of 10^-6 （clear）.     

一种近方脊滤波器的设计与快速制造

滤波器是信号传输系统中的重要组件。本文提出一中快速、高精度复制工艺方法,用于设计和制备WR-10波段矩形波导滤波器。采用多层匀胶单次紫外曝光工艺（硅片上匀SU-8胶）,制备出的滤波器高度误差小于0.03%（3um）,陡直度误差小于1.1o。实验结果表明,用该方法制备毫米波滤波器技术可行,并取得了卓越的电磁性能（关于：插入损耗,回波损耗和带宽）。最终测试结构可知,通带内的插入损耗测得结果小于0.5dB,几乎可以忽略不计,在整个通带内回拨损耗大于10 dB。结果表明,这种快速制造技术是制备太赫兹射频器件的一种有效办法,这种新技术将成为推动太赫兹射频器件未来发展的主要动力。     

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。     

基于65-nm CMOS工艺的W波段两路电流合成型功率放大器的设计

采用三级差分共源结构设计了一种基于65-nm CMOS工艺的W波段功率放大器,并利用两路电流型功率合成结构进行功率合成以提升输出功率.为了同时实现单差分转换、阻抗匹配、直流供电,匹配网络采用变压器结构.仿真结果显示,在1 V的电源电压下,该功率放大器的小信号增益为12.7～15.7 dB,3-dB带宽为84～104 GHz,饱和输出功率为14.6 dBm,峰值功率附加效率为9.7%.该功率放大器具有良好的大信号性能,且芯片的核心面积仅为0.115 mm~2.     

W波段功率合成六倍频源

通过倍频方法和功率合成方法设计了W波段六倍频源,将Ku或K波段信号倍频至W波段。信号经过Ka波段二倍频、巴仑、有源放大后,输出两路信号功率约为25 dBm,以此推动变容肖特基二极管进行三倍频,并进行功率合成输出。为了抑制偶次谐波和提高输出功率,二极管使用了反向并联平衡电路结构。该六倍频源在90-115 GHz 输出范围内输出功率大于12 dBm、最大输出功率为13.8 dBm、功率平坦度为1.2 dB。该模块提出了W波段源的产生方法,为今后设计W波段TR组件发射源提供了参考价值。