毫米波固態(tài)高功率合成關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，單片功率放大器性能在不斷提高。但是在毫米波頻段單個(gè)功率放大器芯片的輸出功率仍不能完全滿足系統(tǒng)需要，因此基于固態(tài)放大器的高功率合成技術(shù)一直是毫米波領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，同時(shí)也是本文研究重點(diǎn)。本文的主要成果有：
　　1設(shè)計(jì)了兩種新型的寬帶矩形波導(dǎo)到圓波導(dǎo) TE01模的模式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)：第一種是兼顧marine型與花瓣形的寬帶模式轉(zhuǎn)換器，這種電路結(jié)構(gòu)帶寬寬，體積小，兼具marine型以及花瓣形模式轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢。在30-40G

2、Hz的頻帶內(nèi)，圓波導(dǎo)端口TE01模式的反射系數(shù)在-20dB以下，對其他低次模式抑制度大于30dB。第二種是八路花瓣形寬帶模式轉(zhuǎn)換器，這種電路帶寬寬，體積小且容易加工。在30.5-39.5GHz的頻率范圍內(nèi)，八路花瓣型模式轉(zhuǎn)換器圓波導(dǎo)端口TE01模式的回波損耗小于-20dB，對其他低次模式的抑制都在40dB以上。同時(shí)，本文分別利用四路花瓣形模式轉(zhuǎn)換器以及八路花瓣形模式轉(zhuǎn)換器在Ka頻段制作了基于圓波導(dǎo)TE01模式的15/30路功率合成網(wǎng)絡(luò)。

3、
　　2設(shè)計(jì)了兩種基于扇形波導(dǎo)徑向架構(gòu)的多路功率合成網(wǎng)絡(luò)，分別是基于π/2扇形波導(dǎo)以及基于π/4扇形波導(dǎo)徑向16路功率合成器。這類電路既具有徑向架構(gòu)功率合成結(jié)構(gòu)緊湊，合成損耗低等優(yōu)勢，同時(shí)又能避免傳統(tǒng)圓波導(dǎo)徑向多路合成器分支路端口幅度不一致的問題。電磁仿真結(jié)果表明，這兩種結(jié)構(gòu)在32-38GHz內(nèi)16路分支路端口的幅度不平衡性小于0.2dB。
　　3設(shè)計(jì)了一種寬帶的基于波導(dǎo)Y分支使用E面有耗平面?zhèn)鬏斁€的兩路功率合成器，平行于E

4、面的有耗傳輸線能解決傳統(tǒng)的波導(dǎo)Y型分支分支路端口間隔離度和分支路端口駐波特性差的問題。同時(shí)這種電路結(jié)構(gòu)加工、裝配簡單方便。測試結(jié)果表明：在整個(gè)Ka頻段，分支路端口的回波損耗低于-12dB，分支路端口間的隔離度大于18dB。
　　4設(shè)計(jì)了一種基于有耗網(wǎng)絡(luò)的圓波導(dǎo)徑向30路功率合成器，該合成器采用多路徑向構(gòu)架和阻性有耗網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了低損耗多路功率合成，并解決了傳統(tǒng)圓波導(dǎo)徑向多路功率合成器端口駐波和端口隔離度性能差的問題，可用于滿足毫米波