基于双色镜的2.3 kW光纤激光光束合成

基于双色镜的光谱合成技术可突破单个光纤激光器输出功率极限的限制，是获得高功率、高光束质量激光输出的有效技术手段。理论上，初步探究了参与合成的光束位置偏移及倾斜误差对合成光束质量的影响，结果表明光束倾斜误差对合成系统的输出特性影响显著。实验上，开展了两路窄线宽光纤激光器的合成实验，使用双色镜作为合成元件，获得了最大输出功率为2355 W的高光束质量共孔径合成输出，光束质量M2为1.9，合成效率大于99%，实验验证了双色镜在反射和透射情况下具有较高的效率。通过进一步提高单路光纤激光的输出功率或增加合成路数，可以实现更高功率和更好光束质量的共孔径激光输出。     

W波段双路相参功率合成技术的研究

提出了一种新颖的功率合成网络--相参式功率合成,实现了W波段的功率合成.该W波段相参功率合成器利用环行器连接的注入锁定放大链作为基本放大单元,H面波导T型结作为3dB功分器网络,采用4只输出功率为75mW左右的IMPATT放大器,最终在中心频率93.23GHz,输出250mW功率,带宽60MHz,合成效率达到80%,直流转换效率10%,证明该方案作为W波段的功率合成是一种行之有效的方法,可为W波段发射机提供更大的功率输出.     

基于多路窄线宽光纤激光的9.6kW共孔径光谱合成光源

理论和实验研究了一种基于双多层电介质膜(MLD)光栅色散补偿构型设计的光谱合成激光器,该激光器既实现了多路光纤激光高光束质量共孔径光谱合成输出,也降低了单路光纤激光的线宽要求。优化了该激光器的光束质量退化分析模型,分析了激光波长、光栅色散和光谱结构对光谱合成输出光束质量的影响,实验研究了不同功率水平下的光谱合成输出光束质量变化特性,获得了最大输出功率为9.6kW的高光束质量共孔径合成输出,光束质量M2为2.9,合成效率达到92.0%。通过进一步压缩每路光纤激光的线宽并提升其功率或增加合成路数,可以获得更高功率和更高光束质量水平的共孔径激光输出。     

C波段GaN空间合成固态功率放大器

GaN功率器件具有高功率密度和高效率的优点,配合高合成密度和高合成效率的功率合成器,可以有效地提高功放的效率和减小功放的体积。开发了一种高密度、高效率的C波段空间功率合成技术,并且基于南京电子器件研究所自主研制的GaN功率器件进行了16路的功率合成,获得了800 W的输出功率和28%的功率附加效率,合成效率达到88%以上。     

基于波导合成高效高功率密度Ku波段功放

提出了一种基于BB180波导电桥合成器与波导微带双探针相结合的Ku波段高效空间合成方案,波导合成实现了高效率,波导微带双探针结构实现功率模块的叠层安装,在Ku波段通过二者的结合实现了高功率密度。首先利用HFSS软件分析波导合成器和波导微带双探针模型,给出了仿真结果。在工程设计中采用GaN功率芯片构成放大器小模块单元,输出峰值功率25W。功放采用8个模块单元合成,在Ku波段合成饱和输出180W峰值功率(19%占空比),合成效率超过85%,附加效率高于25%,功率密度达到0.135W/cm3,实现了Ku波段微波高效合成与高功率密度输出。     

X波段10W功率合成放大器的设计与实现

单个功放芯片输出功率的能力非常有限,通过研究平面功率合成网络的基本原理和设计方法,提出了一种基于平面功率合成技术的4路功率合成网络。测试结果表明,输出端口幅度一致性较好,输出端口的相位差小于4°,驻波小于1.5,两端口隔离度大于15 d B。设计并实现了工作在X波段、输出功率为10 W的功率合成放大器,并通过实际测试得到放大器的输出功率大于10 W,合成效率大于82%,与设计预期相符。     

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%。     

毫米波高密度脉冲功率合成放大器设计

提出一种新颖的多层结构功率合成方法,具有密度高、插入损耗小的优点。相比传统双面合成方案,该技术在同样体积内理论上可将合成路数扩展1倍,实现输出功率增长3 dB,因而非常适合应用在对功放体积、重量有严格限制的平台中。通过对该高密度功率合成电路进行理论分析与仿真优化,在8 mm波段设计了一个具有4层电路形式的2×4路功率合成放大器。无源实测结果显示,30~37 GHz频率范围内的合成效率高于91%。放大器采用8只典型输出功率16 W的GaN MMIC单片合成,按35μs脉宽、10%占空比条件进行有源测试,在34~36 GHz频率范围内得到了最小123 W的功率输出,功率增益大于14.9 dB,功率附加效率高于21.7%。     

航天测控网C频段800W固态发射机的研制

我国新一代C频段扩频统一测控系统采用全新的C频段800 W固态发射机.采用1∶1热备份及1+1合成两种工作模式设计方案设计了一种新的C频段800W固态发射机,提高了设备的实用性及可靠性.采用电路级、模块级及整机级三级合成方案,合成效率达到80%以上,最大连续波输出功率大于800W,增益大于75dB.     

毫米波400W连续波固态功放设计

针对未来深空测控及其他航天器的测控通信需求,提出了一种基于单片微波集成电路(MMIC)的新颖高效2×6路结构的波导功率合成方案。利用三维电磁场软件HFSS建模仿真,并以此为基础研制了38 W功放模块和功率合成器。通过模块化设计、分布式散热和结构一体化等多种技术措施,设计的毫米波固态功放实现了192路芯片高效率合成。测试结果表明,在1 GHz带宽内输出P1d B功率达到400 W(连续波),合成效率达到80%以上,散热效果理想,设备稳定。     

44 GHz waveguide-based power amplifier module using doubleantipodal finline transitions

A 44 GHz waveguide-based power amplifier module was developed using the double antipodal-finline transitions which also serve as a power combiner. The measured insertion loss of the proposed combiner was ~0.9 dB per transition around 44 GHz. The fabricated power amplifier module combining two 0.93 W monolithic microwave integrated circuit power amplifiers showed a saturated output power of 1.4 W with a high combining efficiency of 75% at 44 GHz     

A Millimeter-wave Power Combining Amplifier Based on a Waveguide-Microstrip E-Plane Dual-probe Four-way Power Combining Network

This paper presents a new millimeter-wave solid-state power combining amplifier, which is based on a waveguide-microstrip E-plane dual-probe four-way power combining network. With a compact structure and an easy fabrication process, this combining network fulfils waveguide-to-microstrip transition and power combining simultaneously, and shows a broad-band low loss performance in Ka-band. With good thermal property, a four-way high power combining amplifier is fabricated. The measured output power is more than 40 dBm in 32–37 GHz, and the highest output power, 15.8 W, occurs at 32 GHz. The corresponding combining efficiency is more than 77% in 32–38 GHz.     

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。     

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%。     

Ku波段80 W固态功率合成放大器的设计

利用波导电桥和微带双探针设计了一种Ku波段80 W固态功率放大器。波导电桥用于提高合成通道间的隔离度,波导-微带双探针则可提高模块集成度,从而实现了高密度集成下的大功率输出。该功率放大器在13.5～14.5 GHz频率范围内可实现80 W脉冲功率输出,且合成效率高于81%,附加效率高于25%。     

Ka波段25W固态功率合成放大器

介绍了一种新型的毫米波波导空间固态高功率合成放大器.该放大器中采用的波导-微带空间功率合成网络,在毫米波频段实现了幅度、相位对称的四路功率分配/合成和波导-微带过渡转换,由此研制的毫米波高功率合成放大器,在29 ～31 GHz范围内,合成效率高于80％,输出功率大于43.4 dBm,并在30～30.6 GHz内高于25...     

Two-diode power combining near 140 GHz

This letter describes the achievement of 3.0 W peak power output near 145.0 GHz by combining two pulsed Impatt diodes in a resonant waveguide cavity. A combining efficiency of close to 90% was obtained.     

Ka波段波导二进制空间功率合成放大器

研制了一种连续波Ka波段二进制8路空间功率合成放大器,采用全波导分配/合成结构,结合了分支波导耦合器和空间功率合成技术,具有低损耗、高效率、驻波良好和结构紧凑的特点。在31～36GHz频率范围内,增益为17.5～19.5dB,连续饱和输出平均功率Pout≥10W,工作效率在全频段内大于13%,功率合成效率超过72.5%,最大合成效率超过90%。     

紧凑型基片集成波导功率合成放大器研制

 设计、制作了一个X波段紧凑型结构的四路功率合成放大器,合成功放在10.4GHz上的1dB压缩点输出功率P_1dB约为8W(连续波),在9.79~10.62GHz范围内,合成效率大于50%,在10.21GHz上其最大合成效率约为80%.该合成功放无源结构是由一对四路对称梳状功分器采用背靠背方式组成,功分器输入输出端口均包含基片集成波导-微带转接结构,以便于功分/合成器与其它平面器件相连接.测试结果表明这项技术可方便地用于小型化、模块化微波与毫米波合成功放设计.     

Ku波段20W AlGaN/GaN功率管内匹配技术研究

文章的主要目的是研究第三代半导体AlGaN/GaN功率管内匹配问题。以设计Ku波段20WGaN器件为例,研究了内匹配电路的设计、合成以及内匹配电路的测试,实现了GaN功率HEMT在Ku波段20W连续波输出功率的内匹配电路,并使整个电路的输入、输出电路阻抗提升至50Ω。最终所研制的AlGaN/GaNKu波段内匹配功率管在11.8GHz～12.2GHz频带内,输出功率大于20W。在12GHz功率增益大于5dB,功率附加效率29.07%,是目前国内关于GaN功率器件在Ku波段连续波输出的最高报道。