Ka波段寬帶功率合成放大器的研究.pdf

1、功率合成放大器通常也叫做固態(tài)放大器,在毫米波頻段,固態(tài)放大器通常作為連接微波功率源(或前級驅(qū)動放大)與電子管的中級放大器,在國防領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。本文依據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外固態(tài)放大器發(fā)展的背景,綜合國內(nèi)外功率分配/合成技術(shù)的發(fā)展成果,在Ka波段提出了兩種不同方式的合成方案,設(shè)計頻段分別為32-38GHz以及28-32GHz。隨后,結(jié)合所選擇芯片的熱耗散功率,選擇了32-38GHz的18路功率/分配合成網(wǎng)絡(luò)做了熱分析和散熱優(yōu)化。本文的主要工作

2、有:
　　(1)介紹了Ka波段寬帶固態(tài)放大器的研究背景和意義,總結(jié)了國內(nèi)外固態(tài)放大器的發(fā)展態(tài)勢,對不同的功率合成技術(shù)做了介紹和對比。以微波等效電路理論和微波網(wǎng)絡(luò)理論為根據(jù),對不同方式的功率合成效率進行了分析,對不同合成方法下影響合成效率的因素進行了描述;
　　(2)功率過渡結(jié)構(gòu)和分配器作為功率分配/合成的重要器件,本文在Ka波段內(nèi),設(shè)計了多種波導(dǎo)-微帶過渡結(jié)構(gòu),以及多種基于微帶、波導(dǎo)的2路和3路功率分配器;
　　(3)

3、在32-38GHz頻率范圍內(nèi),基于分支波導(dǎo)3路功分器和波導(dǎo)-雙微帶探針結(jié)構(gòu)設(shè)計了一種18路功率分配/合成無源網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)在整個設(shè)計頻段內(nèi)反射系數(shù)不高于-14dB,插入損耗不大于0.9dB,合成效率大于81.3％。而在中心頻率35GHz附近插入損耗約為0.4dB,網(wǎng)絡(luò)分配/合成效率可以達到91.2％。結(jié)合所用芯片(TGA2575)和合成網(wǎng)絡(luò)的特性,該18路功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)最終可以獲得的輸出功率約為3.5W×18×0.912即57.456

4、W。而且該網(wǎng)絡(luò)可以模塊化作2層或者3層的設(shè)計獲得100W甚至150W級的輸出功率。
　　(4)在28-32GHz頻率范圍內(nèi),發(fā)展了基于徑向波導(dǎo)的功率合成,提出了徑向波導(dǎo)-微帶的功分器,最終設(shè)計了8路、12路、24路的功率分配/合成網(wǎng)絡(luò),在設(shè)計頻段內(nèi)插入損耗分別不超過0.13dB、0.14dB和0.30dB,合成效率分別達到了97.1％、96.8％和93.3％。
　　(5)對32-38GHz的18路合成網(wǎng)絡(luò)作了深入的熱分析和散