Ku波段600W固态合成功放设计

文章介绍了一种Ku波段600W固态合成功率放大器的工程实现。根据工程应用的实际要求,该固态功率放大器采用多芯片多级合成,每级功率合成采用了不同的合成方式。其中芯片级合成选择了微带合成方式,模块级合成选择了多腔体空间耦合合成结构,组件级合成选择了波导合成方式。固放以6.5W的MMIC功放单片为基本单元,共采用了128个功放单片合成出大于600W的脉冲峰值功率,功率附加效率高达18.5%,并具有脉冲速度快、频谱纯净、体积小、可靠性高、工程上容易实现等优点。     

N路功率合成的失效分析

随着国内半导体工艺水平的不断提高,固态合成功率放大器也开始大量的被应用到各种微波工程之中.目前国内多种固态合成功率放大器的产品皆以多路波导合成的方式获得大功率.在使用这些多路合成结构对大量功率器件进行功率合成时,一个或者多个器件的失效将对总体的输出功率造成多大的影响使成为了大家极其关心的性能指标.文章对固态功率合成器进...     

Ka 频段200W 线性固态功放设计

介绍了一种Ka频段200W高线性度固态功放的工程实现。采用混合式功率合成与波导功率合成相结合的技术路线,在Ka频段实现了近百路的高效功率合成。功放共合成了96个功放芯片,连续波输出功率可达250W;针对功率器件线性度不足的现状,采用射频预失真技术优化其线性度,三阶互调指标优于-33dBc,改善幅度最高达15dB;固态功放设计中充分考虑了工程化与产品化性能,结构外形标准、散热性能良好,并配置了完善的控保功能,在可靠性及实用性方面均初步达到工程使用的要求。     

S波段4kW超大功率连续波发射机

利用通道功率合成技术原理,采用魔T这一大功率器件,可以在射频通道上合成更高功率。文章给出一种两级合成的四管发射机组成方案,并利用三个魔T,对四只S波段放大器进行两级功率合成,成功获得4～5kW的连续波超大功率。由于采用了精密的幅相均衡技术,发射机的两级合成效率极高,在全频段内均达到77％以上。     

Ka频段400 W氮化镓高线性固态功放研制

介绍了一种Ka频段400 W氮化镓高线性度固态功放的工程实现.使用64片GaN功率芯片,采用微带电桥与波导功分/合成网络相结合的方式进行功率合成,功放在2 GHz的工作频带内连续波饱和输出功率大于400 W.采用射频预失真线性化技术优化氮化镓功放线性度,功放三阶互调指标改善幅度大于9 dB,优于-33 dBc.功放选择...     

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。     

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%.     

EHF频段10 W连续波空间功率合成放大器

针对EHF频段卫星通信对固态高功率需求问题,提出一种空间功率合成放大器的设计方案,基于BJ400标准波导的波导T型结功率分配/合成器、H面波导3 dB分支线电桥和波导-微带探针变换相结合的合成高效、结构紧密的空间功率合成。借助三维电磁仿真软件HFSS对无源网络进行仿真优化,依托精密的机械加工技术,进而实现了8路功率合成。驱动功放和末级功放均采用GaAs MMIC功放芯片,实现最小10 W的连续波功率输出。测试结果表明,在EHF频段43~45GHz范围内,1 dB压缩点输出功率最小达到10 W,合成效率高于80%,在该频段上实现了高效率合成和大功率输出。此方案的结构具有尺寸容差大、易于制造和方便散热的特点,在工程应用中有很大的前景。     

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。     

V频段宽带高效率功率合成放大器设计

介绍了一种基于混合波导魔T的V频段宽带高效率功率合成放大器。采用混合波导魔T结构和超宽带扇形开路薄膜电阻,设计了一款覆盖整个V频段的新型小型化高隔离二路功分器,实测在50~75 GHz频率范围内,平均电路损耗0.2 dB,输入回波小于-20 dB,隔离和输出回波小于-14 dB。基于该电路结构,采用V频段宽带GaN功放芯片,研制了一种3.5 W功率模块,以该功率模块为基本单元,并采用16路高效率功率分配/合成网络,研制出一款V频段宽带高效率功率合成放大器。实测在50～75 GHz的V频段全频段范围内,连续波饱和输出功率大于47 dBm,小信号增益大于46 dB,合成效率全频带内大于82%,在全频段实现了高效率合成和大功率输出。该电路结构紧凑,工作频带宽,合成效率高且便于散热,具有很好的工程应用价值。     

基于GaN的大功率高线性固态发射机研制

介绍了一种GaN大功率高线性固态发射机。利用GaN HEMT的高功率特性,结合新型波导魔T低损耗功率合成的特点,在7.9~8.4GHz范围内实现了连续波饱和输出功率大于200W,效率大于20%。此外,应用新型模拟预失真方法提升功放的线性化指标,在额定输出功率下三阶交调指标(IMD3)优于-30dBc,改善功放的线性度11dB。该发射机具有输出功率大,线性度好等优点,整体性能优于国外同类产品。     

毫米波固态功率放大器的高效合成器

介绍了毫米波固态功率放大器的应用与发展现状,提出了一种新颖高效的2×2鳍线叠层式毫米波宽带功率合成结构,利用三维电磁场软件HFSS建模仿真,在32～36 GHz带内回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.1 dB,与实测结果符合较好,据此研制出10 W功率模块。并设计了低损耗八合一空间波导合成器,实测带内回波损耗小于-20 dB,插入损耗小于0.25 dB,最终研制出在32～36 GHz内输出功率大于70 W的饱和脉冲固态功率放大器,合成效率为87%以上,合成效率较高。     

New N-way Hybrid Power Combiner to Improve the Graceful Degradation Performance

In this paper, a new N-way hybrid power combiner for improving the graceful degradation performance has been proposed. The proposed combiner has been configured with two dummy transmission lines per each section, where each dummy transmission line has a different characteristic impedance, of the standard combiner. Under this proposed configuration, a detailed theoretical analysis has been performed to show the general function of a power combiner. When any M amplifiers among N identical amplifiers are suffering the failure mode in a power combining circuit or system, the graceful degradation performance has been improved due to the separation of a transmission line and an internal resistor in every failed section from the proposed combiner by simultaneously operating two shorting devices. Simulation results for all the items which can be measured from the proposed combiner with an eight-way configuration have been presented.     

W-Band Power Combiner Design

W-band power combiners using double-drift IMPATTsilicon diodes have been developed to generate high pulsed power. The combiner design was based on a computer analysis of the cross-coupled coaxial-waveguide diode mounting structure which forms the basic module of the combiner. Peak output power of 20.5 W for a two diode combiner and 40 W for a four-diode combiner have been achieved. The diodes were operated at 100-ns pulsewidth and 0.5-percent duty cycle. The combiners demonstrated over 80-percent combining efficiency and 6-percent dc-RF conversion efficiency.     

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。     

Ku频段固态功率合成器设计

本文介绍了一个Ku频段功率合成器的设计和实验结果,采用分支线分配／合成网络实现2管功率合成,合成效率74％。     

一种高功率馈线合成器的设计

讨论了一种应用宽边耦合线技术设计和制造的功率合成器,介绍了其基本应用原理和工作模式。以一种L波段的高功率合成器为例,应用计算机CAD技术进行模拟仿真,并将仿真结果与实测结果进行了对比,结果表明,仿真结果与实测结果相差小于0.3 dB,满足使用要求。讨论了设计方法和实际应用要求之间的关系,并在实际应用中取得了较好的效果。这种功率合成器在高功率合成中,具有插入损耗小、两端口相位和幅值均衡度好、功率容量大、体积小、便于装配和调试的特点,是一种很好的高功率合成方式。