S频段大功率径向波导合成器设计

针对大功率固态放大器进行多模块功率合成的需要,设计了一种S频段8路大功率径向波导合成器,用来实现kW级的功率合成输出。介绍了径向波导合成器的工作原理,进行了径向波导合成器的结构设计和电磁分析,提出了设计中的关键技术。运用高频结构仿真器(HFSS)仿真软件进行了建模、仿真,并对样机测试结果与仿真结果进行了对比分析,表明该S频段大功率径向波导合成器指标满足设计要求。     

Ku波段四路径向功率合成器的设计与实现

介绍了径向合成技术,并对径向波导的电磁场进行了分析,提出了一种新型功率合成器结构。并对基于径向合成技术的Ku波段四路功率合成器的结构进行设计,利用CST软件对该合成器的表面电流分布、能量密度、插损和驻波特性进行仿真。仿真结果表明,基于径向合成技术的Ku波段四路功率合成器的插损和驻波特性优良,完全适用于需求输出大功率的Ku波段的功放组件,突破了工程化应用的技术瓶颈。     

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%。     

宽带大功率径向波导功率合成器设计

平行板径向波导功率合成器具有工作频带宽,低插入损耗,与放大器和传输线匹配良好,端口隔离度较高,功率容量大等特点。设计了一个1.5kW宽带6路径向波导功率合成器,CST软件仿真结果表明:该合成器在驻波比小于1.1的情况下,其工作频带为1.35~3.3GHz,合成效率达到96%。     

一个0.14 THz同轴波导五路径向功率合成器

基于同轴波导径向合成器提出了一款可用于太赫兹频段的任意路数功率合成器。该功率合成器采用二阶阶梯变换结构,实现电场方向从同轴轴向到径向的扩散传播,并通过径向外围均匀分布的Y型功分结构实现任意路数功分。以D波段五路功率合成器为例,采用背靠背测试,在130 GHz到150 GHz频带内,背靠背插入损耗优于2 dB,带内回波损耗优于15 dB。由于是背靠背测试,因此该功率合成器单边损耗约为0.72 dB,折合合成效率为84.7%。     

C波段E面扇形波导等功率合成器的设计北大核心CSCD

设计了一种16路等功率分配功率合成器。该功率合成器采用径向功率合成的方式,基于E面扇形波导原理进行设计。最终设计的功率合成器总体尺寸为480.1 mm×457.7 mm×60.3 mm。仿真和测试结果显示,该功率合成器工作频段为5.2~5.9 GHz,各路带内插入损耗≤0.5 dB,相位平衡度≤3°。该合成器在空气击穿阈值的条件下,可以承受最大输入峰值功率8000 W,满足大功率合成需要,可用于C波段固态发射机的相关应用中。     

一种Ka波段径向波导功率合成器设计

分析了径向波导中电磁波的传播特性,设计了一种Ka波段六路波导功率合成器,并运用软件进行建模和仿真优化,制作实物并进行测试验证,结果表明该合成器在30~34GHz的插入损耗小于0.6dB,反射损耗小于-14dB,与仿真结果趋势相吻合,在毫米波功率合成与小型化领域具有应用价值。     

径向功率分配／合成器的设计

讨论一种多路径向功率分配／合成器的设计及其阻抗匹配问题,这种功率分配器和合成器合成效率高,是固态功率合成的理想途径。     

Ka频段T型波导功率合成器的改进设计

功率合成是获得高功率的一个重要技术途径,可以在单级高功率放大器的基础上将有效功率提高数倍。T型波导功率合成器作为一种空间功率合成器件,非常适合用于毫米波频段。但是怎样建立初始的波导功率合成器模型,如何利用电磁仿真软件进行优化,从而设计出一个具有良好性能的功率合成器,是一个复杂的问题。针对该问题,设计了一个改进型的波导功率合成器,结合电磁理论提出了一种新的优化设计方案,并得到了一种性能优良的波导功率合成器。     

K频段八路功率合成器设计

功率放大器是电子对抗系统的关键部件之一,宽带低损耗的波导合成器是实现大功率合成放大器的关键。根据设计目标,分析比较了带隔离端口的功率合成器和无耗功率合成器,提出了八路功率合成器的设计方案,用高频结构仿真软件（CST）对该功率合成器进行了建模和设计仿真,并给出了工作频率范围在17GHz～24GHz的设计实例,并对测试指标和仿真曲线进行了对比分析。结果表明设计的K频段八路功率合成器具有良好的工程实用价值。     

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%.     

耐横向水压光电混合缆的结构设计

根据用户需要,研制了耐横向水压光电混合缆。该缆的主要设计难点之一是有横向水密要求,因而在电缆的结构设计时要充分考虑结构的稳定性以及横向阻水的特性要求;难点之二是该缆中电源线、控制线、信号线、光纤混合在一起,因而在电缆的结构设计以及加工工艺设计时都要考虑电磁兼容的问题。为此,对该耐横向水压光电混合缆结构设计的相关要点进行了详细分析和探讨,并提出可行的设计思路,以供参考。     

一种径向波导Ku波段空间功率合成器的设计和实现

为了实现微波功分／合成电路低损耗、宽频带和小型化,采用等效电路法,外围探针沿径向等距分布在径向波导内,使用HFSS对结构进行仿真、优化,加工制作了四路、八路功分／合成器各一款,损耗在0．5dB左右,带宽大于0．5GHz。此类设计的应用可大幅度减小雷达发射机体积,并提高雷达工作效率。首次导出了径向波导功分／合成电路的简洁等效电路模型,此类设计也是首次投入实际应用。     

Sr+复合激光放电管气体温度场与输出功率的限制

为了使输出波长为430.5 nm的Sr 复合激光能达到实际应用的水平,对Sr 复合激光放电管温度场进行了分析;利用热流耗散泊松方程,给出Sr 复合激光放电管内温度场分布的数学模型,获得了Sr 复合激光放电管气体温度场径向分布的解析表达式,明确了温度分布与输入电功率及缓冲气体热传导系数之间的关系,分析了温度分布与输出功率的关系。指出径向温度分布不均匀是导致输出功率受限的主要原因。其结果与实验一致,对该类激光器的实用化研究提供了富有启发性的理论分析。     

Modelling a millimeter wave harmonic power combiner by a hybrid field analysis technique

A dual-diode millimeter wave harmonic power combiner in which two radial line transformers are used is modelled by a field analysis technique based on Galerkin's method combined with collocation technique. The external circuit impedances looking outside from each of two active devices are computed at both fundamental frequencies and the second harmonic frequencies. Numerical results of the impedances with respect to various structural parameters are presented. Some important characteristics of the harmonic power combiner are revealed. A number of useful conclusions have been deduced for practical design and adjustment.     

圆形槽波导中径向盘厚度对阻抗的影响

应用时域有限差分法(FDTD)计算圆形槽波导中径向盘输人阻抗。用一种简单方法来近似圆形槽波导的曲线金属边界。完全匹配层(PML)应用于圆形槽波导的开放边界。用细网格计算我们关注的径向盘中的场值。最后,由电压和电流的傅立叶变换的比值得到随径向盘厚度变化的输人阻抗。     

基于新型输出结构的宽带高效率功率放大器

提出一种具有新型匹配网络的宽带高效率功率放大器,以及利用开路扇形微带线构成的紧凑型输出匹配网络,并给出了阻抗推导过程。该输出匹配网络在一定带宽条件下能满足晶体管的高效率所对应的阻抗设计空间要求。为了进一步拓展带宽,采用阶跃式阻抗匹配方法设计输入匹配网络。通过理论分析与仿真,最后设计并制作了一款频段为1~3.1 GHz的宽带高效率J类功率放大器。测试结果表明,在该频段内漏极效率为61.4%~70.2%,输出功率为39.3~41.7 dBm,增益为9.3~11.7 dB。     

32路X波段径向波导空间功率合成系统研制

为突破单个固态功率器件在微波毫米波频段功率输出能力较低的限制,我们根据径向波导中主模TM00波电磁场的轴向对称性,提出了径向波导空间功率合成技术。并利用HFSS(高频电磁场仿真软件)和ADS(高级设计系统)软件,研制出了一款32路X波段径向波导空间功率合成系统。仿真和实验证明,从8.6GHz至12.3GHz,这种径向波导无源空间功率合成系统的插入损耗小于1dB,反射损耗小于-15dB,合成效率大于80%。     

L频段1500W固态连续波功放的设计与实现

介绍了一种L波段1 500 W固态连续波功放的设计与实现。采用动态阻抗匹配和ADS大信号模型仿真相结合的方法,对LDMOS功率管进行阻抗匹配,采用微带巴伦进行分合路,设计了L波段150 W模块;采用径向线合路的方式设计了大功率四合路器,实现了L波段低损耗的大功率合成,并使用HFSS仿真软件进行仿真优化;采用ICEPAK软件设计了高效散热器,并对机箱内模块的布局进行优化仿真;采用全面的控制保护电路,提高功率放大器的可靠性。