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%.     

新型毫米波功率合成器设计

提出一种基于双对极鳍线一微带过渡的Ka频段1×2路波导基功率合成器,借助谱域法完成最佳渐变鳍线阵设计.在29～39 GHz范围内实测背对背插损小于0.9 dB,回波损耗优于12.0 dB.通过在WR-28波导内垂直迭放两块电路板的办法将两路合成引伸至四路合成,组合四块GaAs MMIC功率单片的2×2功率放大模块,在32.0～36.0 GHz频带内实测的最大饱和输出功率为6W,合成效率约为82%,功率相加效率为21%,验证了所提方案的有效性和可行性.     

一种新颖的毫米波集成功率合成器

本文介绍一种结构新颖的毫米波Ｅ面混合集成功率合成器及其设计方法。功率合成器电路由鳍线和Ｅ面线构成,输出端口为标准矩形波导。具有结构紧凑、调试简便的优点。采用两耿氏管,在Ｋａ波段,６３０ＭＨｚ的机械调谐带宽内连续波输出功率大于２００ｍＷ,最大输出功率为２９３ｍＷ。     

一种大功率宽带毫米波波导滤波器

介绍了一种毫米波频段的大功率波导滤波器,综合出其四阶耦合矩阵,采用矩形波导膜片方案仿真设计,得到了中心插损小于0.3dB 的宽带波导滤波器。并对该滤波器在常压和真空环境下所能承受的功率进行了分析,试验结果表明该滤波器具有尺寸小,便于加工调试,可用于星载大功率环境的优点。     

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。     

毫米波10W连续波空间功率合成放大器设计

介绍了一种基于BJ-320波导3dB定向耦合器、波导功分/合成器和波导-微带探针过渡相结合的8路高效、结构紧凑的波导内空间功率合成方案。此方案的结构具有容差大、容易加工和散热等优点,并且创新使用高隔离度的波导电桥实现两个4路合成器的连接,提高合成通道间的隔离度,减小合成链路间耦合干扰。推动功放和末级功放采用相同的GaAs MMIC功放芯片,在33～36GHz频率范围内实现饱和最小12W连续波功率输出,合成效率高于75%,附加效率高于11.9%,在毫米波频段实现了高效功率合成和大功率输出。     

毫米波卫星通信频段功率合成器的研究

为解决环境因素对卫星通信链路的影响,需要提升系统的功率备余。考虑到半导体功率器件有限的输出能力,需要采用功率合成的方式获取所需的功率容量。根据设计目标,基于3 dB波导分支耦合器的工作原理,采用三维电磁仿真软件建模和仿真,设计并制作了一种工作于29～32 GHz频率的4路功率合成器。对测试指标和仿真曲线进行了对比分析,实测表明该合成器具有低插入损耗和良好的端口匹配效果,具有良好的工作性能和工程实用价值。     

一种Ka波段功率合成器的研究

讨论一种可用于毫米波通讯及雷达功率源的两路非谐振功率分配／合成器的设计及其参数仿真问题。这种功率分配／合成器结构简单，合成效率高．是功率合成的理想途径。     

新型拓展带宽毫米波开槽波导功率合成器

针对毫米波开槽波导空间功率分配/合成器相对带宽较窄,合成路数增多时带宽锐减的缺点,提出了一种新型的拓展带宽的结构。该结构采用E面改进型T形结构成多分支网络,通过减少每个功率分配/合成器的合成路数,使其在输出更大功率的同时,带宽得到拓展。在Ka频段设计了此种结构的网络,并通过1×12阵列和2×6阵列的性能比较,发现2×6阵列的带宽几乎是1×12阵列的两倍,且具有尺寸小、合成效率高和容易散热等优点,从而验证了此种结构的可行性。     

毫米波宽带波导功率合成器设计

毫米波宽带功率放大器是毫米波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毫米波宽带大功率合成放大器的关键。根据设计目标,分析比较了四端口波导合路器和无耗三端口波导合路器的优缺点,提出了毫米波宽带波导合成器的设计方案,用电磁场仿真软件HFSS对宽带波导功率合成器进行了建模和设计仿真,并制作了工作频率范围在26~40 GHz的功率合成器,对测试指标和仿真曲线进行了对比分析。实际测试结果表明,设计的波导合路器具有良好的工程实用价值。     

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。     

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%。     

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%。     

一种超宽带毫米波倍频器设计

叙述了一种超宽带毫米波倍频器的设计,该倍频器由有源差分balun级、对管倍频级和分布式功率放大级三个部分组成。在30—50GHz输出频率范围内,倍频器具有5dB的变频增益,输出功率大于13dBm,基波抑制大于15dB。     

宽带毫米波四倍频器

对毫米波宽带四倍频器的设计方法并进行了理论分析及计算仿真。介绍了利用平衡式结构对奇次谐波进行抑制,从而实现宽带偶次倍频的原理,提出了选择肖特基二极管的原则。利用HFSS仿真和优化电路结构,采用微带线鳍线结构实现了宽频带的毫米波二倍频器。在此基础上,采用两级倍频的方式实现了宽带毫米波四倍频器。设计的Ka波段毫米波四倍频器输入频率6.625～10 GHz,输入功率为10 dBm时,在26.5～40 GHz频率范围内,输出功率大于10 dBm,对三次和五次谐波的抑制大于20 dBc。     

高功率毫米波回旋行波管宽带输出窗设计

首先利用场匹配理论建立传输级联矩阵对回旋行波管输出窗进行解析分析。在理论分析的基础上,通过数值计算得到回旋行波管宽带蓝宝石输出窗的初步结构和尺寸,然后利用三维高频分析软件HFSS进行仿真验证。通过大量计算与仿真,为Ka波段TE01模回旋行波管设计出驻波比小于1.2的输出带宽约为6GHz,相对带宽大于17%的高性能3层窗片结构蓝宝石输出窗。通过冷测实验研究表明仿真计算结果与冷测结果基本一致。     

宽带基片集成裂缝波导空间功率合成器

谐振式裂缝波导空间功率合成器,尽管有较高的合成效率,然而其狭窄的工作带宽(3 dB相对带宽不到5%)、繁琐的机械加工工艺和笨重的体积等缺点,极大地限制了它的进一步应用。为了克服以上缺点,采用行波技术和基片集成波导(SIW)技术,研制出了轻便的宽带基片集成裂缝波导空间功率合成器,它的相对工作带宽可达到30%以上,加工工艺为传统的平面工艺,其尺寸、重量和加工成本大幅减小,加工精度和生产效率大幅提高。     

基于毫米波微带天线设计的射频电路实验

本文设计了一个新的射频电路设计性实验项目——可用于无人机高度测量的毫米波雷达微带天线的设计与实现。该实验项目通过让学生完成该天线的自主设计、仿真、优化、制作和测试的过程,引导学生来深入体会实际射频工程中的实际流程和方法,从而提高其学习兴趣,进而进一步培养其工程素质、实践能力和创新精神。