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%.     

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%。     

毫米波高效率三路功率合成放大器

基于波导双边耦合电桥与波导-鳍线-微带过渡,提出了一种非2ⁿ路功率合成方法,并按照该方式在毫米波频段设计出了一种高效率的3 路功率合成电路。实测结果表明,25 ~31GHz 频率范围内的无源合成效率高于89%。采用该电路将3 只TGA4505 放大单片合成后构成的功率合成放大器,在25 ~31GHz 频率范围内得到了最大12W 的饱和功率输出,饱和附加效率最高可达20%。     

新型大功率小型化陶瓷宽边耦合3dB电桥设计

提出并实现一种基于薄膜工艺的陶瓷P波段大功率小型化3d B宽边耦合电桥:利用薄膜光刻工艺和混合微波集成电路(HMIC),采用螺旋形的宽边耦合结构,设计制作了一款陶瓷大功率小型化低插损的3d B电桥。陶瓷螺旋形宽边结构有助于实现3d B电桥的小型化和低插损。利用微波仿真软件,设计了该P波段大功率3d B电桥。最终尺寸仅为10mm×6mm×0.8mm。经测试验证,该电桥在400MHz-480MHz范围内实现3d B紧耦合,插损(IL)<0.15d B,驻波比(VSWR)<1.3:1,该3d B电桥可承受功率超过2000W、占空比为15%的脉冲功率冲击。     

紧凑型Ka频段TE21模圆极化合成网络研究设计

针对深空测控系统的馈源整体制冷应用背景,为满足其小型化、轻量化结构要求,基于TE21模跟踪器差模耦合理论和3d B定向耦合器圆极化合成原理,在传统Ka频段波导差模圆极化合成网络基础上,结合空气带状线差模圆极化合成网络的分层设计思路,通过理论计算和采用HFSS高频电磁仿真软件计算的方法,设计了一种Ka频段紧凑型波导TE21模圆极化合成网络。其结构尺寸为馈源直径60mm,馈源长度250mm,较传统网络分别缩减60%和38%。常温和超低温环境中测试结果为电压驻波比小于1.5,端口隔离度大于19d B,差模方向图零深大于35d B,新的紧凑型馈源网络适应超低温工作环境。     

基于裂缝电桥Ka波段功率分配/合成网络

介绍了一种Ka波段的四路功率分配/合成网络。该网络采用H面波导裂缝电桥结构,只需要一个耦合单元,结构简单、易于加工。这种合成网络将使用在基于MMIC单片TGA1141的四路功率合成器中,预计在2 GHz带宽内合成输出功率可以达到连续波5 W以上。通过三维电磁仿真软件Ansoft Hfss对该网络进行了设计和优化。仿真结果表明,该网络在33-37 GHz的频段内,插入损耗小于0.3 dB,回波损耗大于20 dB。     

S频段200 W功率合成放大器设计

针对功率放大器调试困难的问题,采用ADS软件设计功率放大器。利用负载牵引方式寻找功率管在工作频段内的最佳匹配点,进行电路匹配设计和优化,实现了功率放大器各项指标要求。最终的实物测试结果与仿真结果基本吻合,验证了仿真的真实性和有效性。采用热管散热技术,将功率管结温控制在155.2℃的安全工作温度。为实现大功率输出,采用3 d B电桥功率合成技术,并对2条合成链路进行幅度和相位一致性控制,在所需频段达到200 W以上的功率输出。     

基于共面臂波导魔T的Ka频段功率合成放大器

无线通信技术高速发展,为实现高速数据传输,需要提高频谱带宽,因此,毫米波技术成为新一代无线通信的关键技术之一。同时,毫米波技术在成像、深空通信、电子对抗等方面都有着广泛的应用。然而,单个固态毫米波放大器的输出功率往往无法满足需求,功率合成技术成为实现高功率输出的必然方法。传统的毫米波功率合成放大器往往体积过大或带宽较窄, 文中提出了一种基于共面臂波导魔T的毫米波功率合成放大器,该放大器基于共面臂波导魔T、波导-微带双探针耦合结构和HMC906 功率放大器芯片,在Ka频段具有宽带、高合成效率和结构紧凑的特点。在27.5~32.5GHz范围内,功率合成放大器饱和输出功率大于8W,合成效率高于85%。与传统的基于分支耦合线的功率放大器相比,体积减小了40%以上。     

室内型Ku频段150W功率放大器设计

针对真空电子管类放大器的缺点,基于砷化镓芯片,研制了一款室内型Ku频段150 W固态功率放大器。在2×2对脊鳍线功率合成器和改进型波导H-T结基础上,提出了一种新型32路功率分配/合成结构。该结构具有体积小、插入损耗低和输入输出驻波好的优点。使用32片Ku频段7 W功放芯片通过32路功率分配/合成结构,成功研制了200 W功率合成模块。经测试,室内型Ku频段150 W功率放大器在13.75～14.5 GHz频率范围内1 d B压缩点输出功率大于150 W。