Ka波段500W脉冲空间行波管研制

针对空间探测领域的应用需求,本文采用大功率返波振荡抑制技术以及过渡波导输能技术,设计出了一种Ka波段580 W脉冲空间行波管。经过实际的样管测试验证,功率≥580 W,饱和增益≥47 dB,实现了Ka波段500 W脉冲空间行波管主要技术参数。     

X波段脉冲空间行波管研制

本文主要介绍了X波段脉冲空间行波管的研制进展。通过解决大功率抑制返波振荡设计、高效率设计、栅网可靠性设计,研制出X波段1600 W脉冲空间行波管,实现功率1600 W峰值输出功率,效率50%的技术状态。     

大脉宽高效率S波段功率放大器的研制

采用内匹配的技术,利用了GaN HEMT功率芯片研制了一款应用在S波段的大脉宽、大功率、高效率的功率放大器。放大器最终实现了1 ms脉宽、30%占空比、在600 MHz的带宽下脉冲输出功率大于150W、附加效率大于55%的设计目标,印证了GaN功率器件的优越性能和广泛应用前景。     

基于GaN HEMT的S波段大功率内匹配功放管设计

采用GaN HEMT功率芯片研制了一款应用在S波段的宽频段、大功率、高效率的功率放大器。通过load-pull技术牵引得出GaN管芯在此频段的输入阻抗和输出阻抗。在设计过程中,采用多节阻抗匹配变换器实现了宽带的功率分配和合成。此款内匹配功率管最终实现了如下性能指标:工作脉宽100μs,在400 MHz的工作带宽下脉冲输出功率大于800 W,漏极效率大于60%。     

X波段大功率PPM聚焦耦合腔行波管的研制

本文概述了国内外X波段大功率行波管的技术现状,介绍了某X波段大功率周期永磁聚焦耦合腔行波管的设计和测试结果,该行波管在X波段800 MHz带宽内的平均输出功率大于5kW、效率大于42.5%。     

1.2～1.4 GHz 300 W宽带硅大功率双极晶体管研制

介绍了L波段300 W宽带硅微波脉冲大功率晶体管研制结果。采用大面积亚微米精细线条阵列加工技术、深亚微米浅结制备工艺技术、均匀热分布技术、双层金属化技术等工艺技术,研制出了L波段300 W宽带硅微波脉冲大功率晶体管。器件在1.2~1.4 GHz频带内,脉冲宽度150μs,占空比10%,工作电压40 V条件下,全频带内输出功率大于300 W,功率增益大于8.75 dB,集电极效率大于55%,并具有良好的可靠性。     

螺旋线焊接技术研究

本文主要介绍了螺旋线焊接结构在X波段大功率螺旋线脉冲行波管中应用的必要性及实现方案,给出了采用焊接结构的螺旋线行波管慢波系统的热仿真数据。整管试验结果表明,在与600 W行波管相同的传导冷却的条件下输出功率能力大幅度提高,获得了大于900W的平均功率。     

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。     

提高SiC MESFET功率增益的研究

在高纯半绝缘衬底上采用国产的外延技术和自己开发的器件设计及工艺技术,研制出在S波段连续波输出功率大于10 W、功率增益大于9 dB、功率附加效率不低于35%的性能样管,比研制初期的3～5 dB的功率增益得到了较大幅度的提高,初步显现了SiC器件在S波段连续波大功率、高增益方面的优势。采用亚微米光刻和低欧姆接触形成及减小附加寄生参量,使器件在更大功率输出的情况下,功率增益和功率附加效率得到了明显提升,证明采取的措施是有效的。     

低电压高效率W波段脉冲行波管设计

行波管具有大功率、高增益等优点,是雷达、电子对抗系统等武器装备的核心电子器件。采用一种新型慢波结构——非半圆弯曲变形折叠波导,设计出低电压、高效率、宽带W波段脉冲行波管,工作电压16 kV,电流125 mA,6 GHz带宽内输出功率大于125 W,增益大于34 dB,电子效率与总效率分别大于6.3%,25.7%。     

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。     

一种S波段高功率T/R组件的研制

介绍了一种S波段高功率T/R组件的研制方法和关键技术。该T/R组件包含4个通道,功能结构复杂,共有4个发射支路和12个接收支路,满足实际应用中实现多路信号的接收。12路接收信号通过3个独立的1∶4功分器合成到3个输出端口,对功分器进行仿真优化电路。发射通道输出功率大于100 W,效率达到40%以上;12路接收通道增益平坦度和增益一致性均在1 d B以内。由于组件使用较多的裸芯片和封装器件,对工艺流程也做了简要介绍。测试结果表明,组件满足各项指标要求。     

超宽带50W电子战超小型行波管设计

本文对超宽带50 W电子战超小型行波管设计进行了介绍,其主要技术难点为超宽带设计及超小型设计。通过设计行波管高效率慢波互作用系统来进行超宽带设计,使得行波管工作频带覆盖4～18 GHz,全频带(除低端边频4～5 GHz外)输出功率典型值为50 W,其中4～5 GHz频带内输出功率达到35 W,整管效率高于33%。在保障电性能的同时,通过降低工作电压实现整管各部件微型化设计,实现整管结构尺寸的大幅度压缩,实现了功率密度的大幅度提升,突破了小型化电子战整机系统安装空间的限制,适应了更高标准的电子战应用要求。     

VHF频段宽带大功率LDMOS功放电路的设计与实现

介绍了一种VHF频段宽带大功率LDMOS功放的设计方法,使用ADS仿真软件对其大信号模型的阻抗参数进行了提取,通过宽带巴伦匹配技术实现了匹配电路的设计。利用谐波平衡法对功放电路的增益和效率指标进行仿真,并与实物测试数据对比,验证了设计方法的可行性。该功放电路在VHF频段100%相对带宽内,实现输出功率大于1000 W,效率高于70%,带内波动优于1 dB的指标。文中为VHF频段宽带大功率LDMOS功放电路的设计提供了一种可行的设计方法,可应用于同类型功放电路的设计中,具有广阔的工程应用前景。     

高效率E 类功放在遥测发射机中的应用

对提升PCM发射机工作效率的关键技术进行阐述。采用GaN器件设计了S频段具有谐波控制电路的逆E类功率放大器,输出功率10W,工作效率高达78%。将此高效功率放大技术用于PCM遥测发射机设计。实测结果表明,该发射机可适应码速率2Mbps的PCM信号,发射功率9.8W,整机效率可达57.6%。     

高效率GaAs/InGaAsHFET功率放大器

研制成 Ga As/ In Ga As异质结功率 FET(HFET) ,该器件是在常规的高 -低 -高分布 Ga As MESFET的基础上 ,在有源层的尾部引入 i-In Ga As层。采用 HFET研制的两级 C波功率放大器 ,在 5 .0～ 5 .5 GHz带内 ,当Vds=5 .5 V时 ,输出功率大于 3 2 .3 1 d Bm(0 .1 77W/ mm ) ,功率增益大于 1 9.3 d B,功率附加效率 (PAE)大于3 8.7% ,PAE最大达到 49.4% ,该放大器在 Vds=9.0 V时 ,输出功率大于 3 6.65 d Bm(0 .48W/ mm) ,功率增益大于 2 1 .6d B,PAE典型值 3 5 %     

S波段1OWLDMOS功率管匹配电路设计

RFLDMOSs}／率管具有高输出功率、高增益、高线性、良好的热稳定性等优点,广泛应用于移动通信基站、数字广播电视发射以及射频通信领域、微波雷达系统。阻抗匹配是LDMOS~率管应用电路设计的关键任务,LDMOS功率管匹配电路的主要任务是实现功率管的最大功率传输。文中选择中国电子科技集团公司第58研究所研制的S波段10wLDMOS功率管,利用微波仿真工具ADS设计外匹配电路。经过精心调试后,s波段LDMOSs}／率管输入回波损耗、增益、输出功率、效率、谐波等技术指标达到设计要求。完成匹配电路设计的S波段LDMOS功率管在3．1～3．4GHz频率范围内,输出功率大于13．8W,功率增益大于12．4dB,效率大于37．9％。     

一种高性能全双工S波段收发组件

设计了一款具有全双工模式的S频段收发组件。该组件具有高隔离度、低噪声系数、连续波功率输出的特点。根据系统要求,结合收发组件的射频信道原理,对收发支路进行设计,并根据要求对各器件进行针对性的选择。通过对加工组件样机进行验证,结果表明:发射通道输出功率大于1 W,接收通道增益大于50 dB,噪声系数小于2.1 dB,收发隔离度大于90 dB,模块尺寸小于50 mm×40 mm×12 mm。该S 波段收发组件在卫星通信、导航等领域的实际工程中具有较高的应用价值。     

大功率微带定向耦合器的设计

介绍了一种S波段25 dB大功率微带定向耦合器的设计方法及测试结果。为了对大功率微波信号进行较为准确的检测,微带耦合器需具有抗大功率串扰强、带内平坦度好、插损小的性能。文中采用电感补偿平衡奇偶模相速技术,由二元概念和容性补偿奇偶模相速的理论,分析出电感补偿电路的设计参数,用Ansoft HFSS软件进行仿真与优化,实现了高性能大功率微带定向耦合器。微带电路加工在Rogers RT/duroid 6002基片上,分别用10 W和300 W固态发射机对其抗大功率串扰的性能进行了测试。经实测数据分析,所设计的耦合器在工作频带内,插损小于0.3 dB,带内波动低于1 dB,方向性大于9 dB。     

高占空比大功率激光器阵列

设计并研制了1cm长折射率渐变分别限制单量子阱(GRIN—SCH—SQW)单条激光器阵列。占空比为20％，在70A工作电流下，输出功率达到61．8W，阈值电流密度为220A／cm^2，斜率效率为1．1W／A，激射波长为808．2nm。