1～4GHz 80W GaN超宽带功率放大器

基于南京电子器件研究所0.25μmGaN HEMT工艺平台,设计了一款工作频率为1~4GHz,连续波输出功率大于80W的超宽带功率放大器.放大器采用低通L-C匹配网络实现管芯输入输出阻抗到实阻抗的变换;并利用切比雪夫变换器结构实现超宽带匹配;以单路输入输出端口匹配到100Ω后,两路直接电路合成到50Ω的方法实现了大功率超宽带功放的功率合成.放大器偏置电压32V,静态电流0.4A.测试结果显示,在1~4GHz带宽内,放大器连续波输出功率大于49.05dBm （80.3W）,最高输出功率为50.6dBm （114.8W）,饱和功率增益大于9dB,功率平坦度小于±0.8dB,最大漏极效率为62.5%.     

L波段紧凑型平面三路功率合成器设计

提出了一种平面结构的L波段三路功率合成器,通过两节三路四分之一波长阻抗变换器与平面隔离电阻构成的微带电路实现。合成器使用仿真软件优化计算结果并得到最终设计。测试结果与仿真结果吻合：在1.1GHz至1.7GHz带宽内,各个端口驻波比小于1.13;输入端口间隔离度大于25dB;合成效率大于94.5％且最大幅度不平坦度小于0.05dB。这种功率合成器结构紧凑,性能达到设计要求。     

适用于MMIC的功率合成器设计

设计了一种适用于对MMIC功率放大器进行合成的新型功率合成器。采用多端口网络理论对功率合成结构进行分析, 结合MMIC功放单片的工作特点总结出该功率合成器最重要的设计指标, 设计出工作在5GHz~6GHz的16路辐射线型功率合成器。通过测试发现该功率合成器的驻波〈1.5dB, 各端口幅度不平衡度〈±0.4dB, 相位不平衡度〈±2°, 并具有较好的隔离度, 整个功率合成器的直径小于56mm, 非常适合用于C波段大功率的合成。最终采用该功率合成器在5GHz~6GHz的工作频率内成功获得160W的合成功率。     

基于裂缝电桥Ka波段功率分配/合成网络

介绍了一种Ka波段的四路功率分配/合成网络。该网络采用H面波导裂缝电桥结构,只需要一个耦合单元,结构简单、易于加工。这种合成网络将使用在基于MMIC单片TGA1141的四路功率合成器中,预计在2 GHz带宽内合成输出功率可以达到连续波5 W以上。通过三维电磁仿真软件Ansoft Hfss对该网络进行了设计和优化。仿真结果表明,该网络在33-37 GHz的频段内,插入损耗小于0.3 dB,回波损耗大于20 dB。     

Ka频段2W功率合成器的研究

研究了双对极鳍线实现的四路波导空间功率合成器。该分配/合成电路频带宽、合成效率高,可向更高合成路数扩展,且合成效率基本不受合成路数的限制。由测试结果可以看出,从36.8~37.8GHz频带内功率输出都达到了2W的设计要求,按最高功率输出2.2W计算,效率达到了87%。     

一种3路径向高功率合成器的设计

介绍了一种3路径向高功率合成器的设计,该3路功率合成器采用50Ω负载作为两路之间的隔离电阻,且通过50Ω阻抗线与电路主体连接,负载尺寸以及安装位置不影响合成器的电性能,实现了高功率隔离的目的。文中对该功分器各传输线的阻抗进行了分析计算,并给出了HFSS软件的仿真结果和实测结果。仿真和实测结果显示:该合成器在16%带宽内隔离度小于-25 dB,满足一般功率合成器的使用要求。该3路径向高功率合成器具有幅相一致性高,耐功率高的特点,可用于固态发射机的功率合成以及雷达天线阵面大功率输出和定标系统中。     

C波段E面扇形波导等功率合成器的设计北大核心CSCD

设计了一种16路等功率分配功率合成器。该功率合成器采用径向功率合成的方式,基于E面扇形波导原理进行设计。最终设计的功率合成器总体尺寸为480.1 mm×457.7 mm×60.3 mm。仿真和测试结果显示,该功率合成器工作频段为5.2~5.9 GHz,各路带内插入损耗≤0.5 dB,相位平衡度≤3°。该合成器在空气击穿阈值的条件下,可以承受最大输入峰值功率8000 W,满足大功率合成需要,可用于C波段固态发射机的相关应用中。     

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%。     

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。     

Ku波段宽带大功率多芯片合成设计

设计针对多个Ku波段宽带MMIC功率放大芯片进行大功率合成.对波导多路功率合成结构进行了分析,基于单个Ku波段6W功放单片,进行了16路的功率合成,研制出了工作在12～17 GHz,带宽达到6 GHz的固态功率放大器.通过测试发现该固态功率放大器的输出功率≥70 W,功率增益≥15 dB,工作电压48 V,效率≥16％...     

一种新型Ka频段功率合成放大器的设计

为了提高Ka频段功率放大器的输出功率,设计了一种新型的毫米波波导内空间功率合成放大器.采用魔T功率合成器和波导-微带双探针转换实现的波导内空间功率分配/合成网络,在毫米波频段实现了宽带、低损耗、幅相对称的四路功率合成放大器.该毫米波功率合成放大器的合成效率,在25~29 GHz高于82%,在25~28 GHz高于86%.     

传输线变压器相位补偿技术及其应用

传输线变压器是在短波和超短波频段使用广泛的重要器件,根据传输线变压器原理设计制造的器件具有结构紧凑、功率容量大、频带宽、损耗小等优点.该文研究了利用慢波线原理和相位补偿技术克服传输线变压器对于传输线电长度的限制,使其适用频率向s波段以上扩展的方法.文中给出了1:4阻抗变换器电路的传输损耗和高低端输入阻抗理论公式并对其进行了讨论.对所设计的S波段1:4阻抗变换器及功率合成器进行了仿真分析并设计制作了实物.仿真和实测结果表明,利用慢波线原理和相位补偿后的传输线变压器能够适用s波段及以上微波器件.     

10?30 GHz monolithic GaAs travelling-wave divider/combiner

A four-way monolithic GaAs travelling-wave power divider/combiner has been designed, fabricated and evaluated. With a design centre frequency of 20 GHz, a bandwidth of from 10 GHz to 30 GHz has been measured. The insertion loss per dividing or combining action is less than 0.5 dB, with isolation between ports no worse than 20 dB. The input/output VSWRs are better than 2:1 across the same band. This divider/combiner can readily be used with monolithic GaAs power FET amplifiers to produce a several-fold increase in output powers over the 10 to 30 GHz frequency range.     

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.     

Sub-THz Four-Way Waveguide Power Combiner With Low Insertion Loss

A four-way waveguide power divider has been developed in sub-THz band. The waveguide power divider was achieved with the improved H-plane T-junction structure. By tuning the depth and width at the junction of the waveguide, the input impendence was matched and the two-way output power amplitude and phase were at the same level. The four-way power divider was realized by the concatenation of two same T-junction at the two output ports. A sub-THz four-way passive power combiner is designed, fabricated and measured. The measure results show that the measured insertion loss of the fabricated four-way passive power combiner is less than 1.2 dB whereas the input return loss is greater than 14.8 dB from 97.5 to 101.7 GHz. Experiments on the sub-THz four-way passive power combiner show that a minimum insertion loss of 1 dB has been achieved at about 99.5 GHz. The measured minimum insertion loss of the waveguide power divider is half of the insertion loss for the entire passive power combiner (0.5 dB), which corresponds to a power-combining efficiency of 89 %. The measured results agree with the simulated ones closely.     

50W Ka频段固态功率放大器设计

阐述了3 dB分支波导定向耦合器、波导—微带双探针过渡、改进型波导T型结的原理,介绍了一种4路功率分配/合成网络。提出了一种8路功率分配/合成器,其结构具有插入损耗低、输入驻波好、幅度相位一致性好等优点。研制了50 W Ka频段固态功率放大器,由驱动级放大器、8路功率分配/合成器和8个7 W功放模块组成,在29~31 GHz频率范围内实现了大于50 W的线性输出功率,合成效率高于80%。     

Ka全频段功率合成放大器的设计

采用基于波导-微带探针阵列的四路波导空间功率分配/ 合成结构,研制了一种Ka 全频段1 W 功率合成放大器。该模块中集成了驱动放大器以提高整个功放的增益。利用镜像原理,简化了具有对称性结构的波导-微带四探针功率分配/ 合成网络的仿真设计。在分析了屏蔽微带线相关寄生模式的基础上,合理设计腔体结构,保证了合成放大器在全频段内稳定工作。实测结果表明,在26.5 ~40 GHz 的Ka 全频段范围内,连续波饱和输出功率大于30.5 dBm,小信号增益大于40 dB。合成效率全频带内大于84%,36 GHz 以下频段高于88%。