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%。     

Ka频段波导内空间功率合成功率放大器设计

针对毫米波固态功率放大器中涉及的功率合成技术,提出了一种波导内H面3路功分器以及2×2鳍线叠层式空间功率分配/合成器的实现方法,基于这2种结构设计了一种12路波导内空间功率合成功率放大器,具有体积小、插损低和输入输出驻波好的优点。该放大器对12片4.5 W的功放芯片进行功率合成,在33.5~35.5 GHz频段内输出功率大于45 W,功率合成效率大于79.6%。     

W波段低损耗径向功率合成器设计

介绍了一种采用圆波导TE01模式转换实现的W波段低损耗径向功率合成器。设计出了16路圆波导TE01模径向合成器和圆波导TE01模转换器,整体结构简洁紧凑,利于加工制造。对合成器在85～105 GHz的频带内进行了背靠背测试,驻波低于1.35。扣除模式转换器的损耗,单个径向合成器损耗小于0.35 dB,合成效率大于92%。     

W波段20W固态合成功放的研究

根据毫米波固态功放的设计要求,设计了一种工作在W波段的八路波导E面T型合成器,附带有两路功分器、阶梯式弯波导和三路分支电桥等多种结构。设计结果表明,在93 GHz～96 GHz,端口处回波损耗均小于-23 dB,频带内信号插损小于0.18 dB,幅度不平衡度小于0.25 dB,相位差(180±0.74)°。基于背靠背模型进行了实物测试,八路合成网络损耗小于1.2 dB,合成效率达到85%。与传统功率合成器相比,八路功率合成网络的合成效率得到显著提升,被应用到固态功放上后,93 GHz～96 GHz频带内,测得饱和输出功率20 W～24 W,线性增益大于48 dB。     

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。     

W波段功率合成技术研究

本文介绍一种利用H面波导裂缝电桥作为功率合成器,对两路W波段实现功率合成的方法,该方法能够减小注锁振荡源之间互耦作用和不稳定性,同时还具有功率平坦度好、合成效率高等特点。实验结果证明该方法可在1GHz的带宽内合成效率大于81%。     

一种新型波导基C波段空间功率合成器的设计和实现

 介绍了一种新型波导基空间功率合成器的结构设计.采用优化的Klopfenstein型鳍状天线阵,制作实现了C波段(3.2~4.9GHz)2×3层空间功率合成器.器件的外部结构尺寸为70.12mm×98.44mm×160mm,内部集成了6只内匹配的砷化镓微波单片功率管.对该器件进行了功率合成特性的测试,实测性能指标为:在4.2GHz,该器件在连续波输入下线性增益为8.5dB,饱和输出功率为42.82dBm(19.1W),功率附加效率为25.3％ ,功率合成效率达到72.3％.     

基于EBG封装技术的E波段功率合成放大器研究

基于过模波导功率合成技术及电磁带隙(EBG)的封装结构,设计并制作了工作在71~76 GHz、81~86 GHz的两款4路E波段功率合成放大器。设计的波导T型结功分/合成结构将标准波导通过阶梯渐变波导转换至过模波导,降低了高频功率合成器的加工难度,实现了E波段高效功率合成。设计了周期性金属销钉形成的EBG结构,抑制了金属腔体在高频时产生的谐振模式和平行板模式,提高了腔体的隔离度,实现了高频功率器件的封装。研制的两款固态功率放大器经测试,在71~76 GHz和81~86 GHz范围内,合成功率典型值为8.5 W和7.9 W,典型电源转换效率为12.1%和14.4%,两款功放的T型结合成效率都超过92%。     

Ku频段80W连续波空间功率合成放大器设计

提出一种基于WR-140波导功分/合成器与波导-微带双探针过渡相结合的高效空间功率合成方案,并采用GaAsMMIC为推动放大级,MFET为末级功率放大器的两级放大结构,在15.7～16.2GHz频率范围内合成了饱和最大44W连续波功率。接着,采用一种具有渐变匹配结构的宽带波导功分/合成器将两个上述功放模块合成,在15.7～16.2GHz频率范围内实现了饱和最大82W连续波功率输出,合成效率最高达85%,附加效率高于14.5%,在Ku频段实现了高效合成与大功率连续波输出。     

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。     

X波段150W固态合成功率放大器

介绍了一种利用波导实现X波段芯片级功率合成的方法,波导合成器特别适用于大功率、高频段的功率合成,损耗小、合成效率高。借助HFSS软件进行仿真优化,然后依托精密的机加工技术制作出来的波导功率合成器,具有良好的输出端驻波和很小的插损。合成单元20W模块由两个功率单片通过Wilkinson桥合成,在合成之前单独调试,确保功率和相位基本一致。最后得到的合成功率放大器输出功率大于150W,合成效率接近95%。     

50W Ka频段固态功率放大器设计

阐述了3 dB分支波导定向耦合器、波导—微带双探针过渡、改进型波导T型结的原理,介绍了一种4路功率分配/合成网络。提出了一种8路功率分配/合成器,其结构具有插入损耗低、输入驻波好、幅度相位一致性好等优点。研制了50 W Ka频段固态功率放大器,由驱动级放大器、8路功率分配/合成器和8个7 W功放模块组成,在29~31 GHz频率范围内实现了大于50 W的线性输出功率,合成效率高于80%。     

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%.     

毫米波10W连续波空间功率合成放大器设计

介绍了一种基于BJ-320波导3dB定向耦合器、波导功分/合成器和波导-微带探针过渡相结合的8路高效、结构紧凑的波导内空间功率合成方案。此方案的结构具有容差大、容易加工和散热等优点,并且创新使用高隔离度的波导电桥实现两个4路合成器的连接,提高合成通道间的隔离度,减小合成链路间耦合干扰。推动功放和末级功放采用相同的GaAs MMIC功放芯片,在33～36GHz频率范围内实现饱和最小12W连续波功率输出,合成效率高于75%,附加效率高于11.9%,在毫米波频段实现了高效功率合成和大功率输出。     

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%.     

毫米波300W固态功率合成放大器的设计

基于单片微波集成功率放大器(Monolithic Microwave Integrated Circuits,MMIC PA)的毫米波波导空间功率合成技术是固态毫米波高功率电子领域的热门研究方向。多合成支路情况,保持较高的合成效率和较宽的工作带宽是实现固态毫米波宽带高功率合成的关键技术难题。为提高功率合成效率,研制了石英基板微带探针与波导之间的过渡结构。结合波导T型分支、波导分支线、波导H面缝隙耦合和波导一分四型的4种波导功率分配/合成器,通过精确的电磁仿真研制了64路功率合成放大器。     

适用于MMIC的功率合成器设计

设计了一种适用于对MMIC功率放大器进行合成的新型功率合成器。采用多端口网络理论对功率合成结构进行分析, 结合MMIC功放单片的工作特点总结出该功率合成器最重要的设计指标, 设计出工作在5GHz~6GHz的16路辐射线型功率合成器。通过测试发现该功率合成器的驻波〈1.5dB, 各端口幅度不平衡度〈±0.4dB, 相位不平衡度〈±2°, 并具有较好的隔离度, 整个功率合成器的直径小于56mm, 非常适合用于C波段大功率的合成。最终采用该功率合成器在5GHz~6GHz的工作频率内成功获得160W的合成功率。     

Ka全频段功率合成放大器的设计

采用基于波导-微带探针阵列的四路波导空间功率分配/ 合成结构,研制了一种Ka 全频段1 W 功率合成放大器。该模块中集成了驱动放大器以提高整个功放的增益。利用镜像原理,简化了具有对称性结构的波导-微带四探针功率分配/ 合成网络的仿真设计。在分析了屏蔽微带线相关寄生模式的基础上,合理设计腔体结构,保证了合成放大器在全频段内稳定工作。实测结果表明,在26.5 ~40 GHz 的Ka 全频段范围内,连续波饱和输出功率大于30.5 dBm,小信号增益大于40 dB。合成效率全频带内大于84%,36 GHz 以下频段高于88%。