基于共面臂波导魔T的Ka频段功率合成放大器

无线通信技术高速发展,为实现高速数据传输,需要提高频谱带宽,因此,毫米波技术成为新一代无线通信的关键技术之一。同时,毫米波技术在成像、深空通信、电子对抗等方面都有着广泛的应用。然而,单个固态毫米波放大器的输出功率往往无法满足需求,功率合成技术成为实现高功率输出的必然方法。传统的毫米波功率合成放大器往往体积过大或带宽较窄, 文中提出了一种基于共面臂波导魔T的毫米波功率合成放大器,该放大器基于共面臂波导魔T、波导-微带双探针耦合结构和HMC906 功率放大器芯片,在Ka频段具有宽带、高合成效率和结构紧凑的特点。在27.5~32.5GHz范围内,功率合成放大器饱和输出功率大于8W,合成效率高于85%。与传统的基于分支耦合线的功率放大器相比,体积减小了40%以上。     

一种Ka 波段固态功率合成器

：文章介绍了一种新型的Ka 波段固态空间功率合成器。在此功率合成器H 面中插入一个电阻片,可以极大地提 高功率合成器的隔离度和回波损耗,通过三维仿真软件HFSS 仿真计算证明了可行性,最后实现一个完全对称的两路功 率分配/合成器。仿真结果显示,此功率合成器在29-31GHz 内,插入损耗小于0.21dB,隔离度优于19dB,端口回波损耗 优于27dB。     

双面低阻槽线共面波导混合功率分配器

提出了一种双面低阻槽线共面波导功率分配器,其输入端采用双面共面波导,输出端采用双面低阻槽线。不同于普通槽线,双面低阻槽线是由金属化过孔连接介质基板两侧的槽线,相对于普通槽线,在同样的特性阻抗情况下,双面低阻槽线的缝隙比普通槽线要大得多。双面共面波导也是通过金属化过孔把介质基板两侧的共面波导连接起来,这样,同样大小的特性阻抗,双面共面波导导带与接地面之间的缝隙比普通共面波导要大得多。因此双面低阻槽线共面波导功率分配器具有较大的功率容量和工艺容差,两者都要大于普通槽线或者共面波导结构的功率分配器。仿真和测试结果表明,所提出的双面低阻槽线共面波导功率分配器工作在0. 48～1. 58 GHz,附加插入损耗是0. 3 dB,功率不平衡度小于0. 1 dB,相位不平衡度优于0. 35毅,三个端口的驻波均低于-10 dB,隔离度优于10 dB。     

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。     

宽带C波段功率分配器

设计出了一种应用于4～5GHz频段功率放大器的等功率分配器,其插入损耗、隔离度、功率容量等指标均优于混合型功率分配器和分支线耦合器,可满足此频段内进行大功率分配合成的需要,且可靠性也有了提高。     

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%.     

毫米波300W固态功率合成放大器的设计

基于单片微波集成功率放大器(Monolithic Microwave Integrated Circuits,MMIC PA)的毫米波波导空间功率合成技术是固态毫米波高功率电子领域的热门研究方向。多合成支路情况,保持较高的合成效率和较宽的工作带宽是实现固态毫米波宽带高功率合成的关键技术难题。为提高功率合成效率,研制了石英基板微带探针与波导之间的过渡结构。结合波导T型分支、波导分支线、波导H面缝隙耦合和波导一分四型的4种波导功率分配/合成器,通过精确的电磁仿真研制了64路功率合成放大器。     

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%。     

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.     

一种新型Ka频段功率合成器的设计

功率合成是获得大功率输出的一项重要技术。当单个器件输出功率受限时,要提高系统的输出功率,功率合成技术是一种有效解决此问题的方法。创新地提出了一种新型的3dB功率合成结构。这种新型结构避免了现有功率合成网络的许多缺点,既保持了较好的3dB功率分配又提高了两输出支路的隔离度。用这样的结构来研制功率放大器可以大大地提高其工作的稳定性和可靠性,能够对昂贵、脆弱的功率MMIC起到保护作用。     

一种新型Ka频段六路功率分配/合成网络

指出了二进制(2n)功率合成方式的不足,介绍了波导—微带探针过渡和3 dB分支波导定向耦合器的原理。提出了改进型分支波导三路功率分配器,该结构具有损耗低、驻波好、幅度相位一致性好和端口隔离度高等优点。针对现有合成方式的不足,提出了一种新型基于波导的Ka频段六路功率分配/合成网络,该结构由改进型分支波导三路功率分配器、3 dB分支波导定向耦合器和E面波导—微带探针过渡组成。     

基于薄膜电阻的波导E-T结功率分配/合成器

单个器件输出功率不满足系统要求时,功率合成技术是提高系统输出功率的有效方法.本文详细研究了基于薄膜电阻的波导E-T结功率分配/合成器,最终设计了一种新型的基于薄膜电阻的波导E-T结.该结构具有高隔离度、低插入损耗、小体积、宽频带等优点.通过合理设计薄膜电阻的长宽比,尽量增大薄膜电阻的面积,并且采用高导热的氮化铝陶瓷基板作为微带和薄膜电阻的介质基板,提高了基于薄膜电阻的波导E-T结承受的功率.利用三维电磁场仿真软件HFSS对其进行了建模仿真,加工的实物经过测试在25~34 GHz插入损耗小于0.2 d B,回波损耗优于-15 d B,隔离度优于10 d B.经对比,实测结果与仿真结果吻合,具有较好的工程应用价值.     

宽带径向功率合成器设计

径向功率合成技术适用于对多路功率放大器进行高效的功率合成,因而近年来受到越来越多的重视。然而,由于设计和结构的复杂性,径向功率合成器目前的应用并不广泛。使用阻抗匹配的概念,提取了圆锥波导、径向线、扩展同轴结构的等效电路模型,分析了设计方法。采用此方法设计的圆锥波导和径向线合成器取得了令人满意的仿真结果。比较了三种结构的径向功率合成器的特性。     

Ka波段100W固态功率合成器

随着科技发展,对大功率的需求越来越高,但是单个固态功率放大器输出功率有限,功率合成技术应运而生。文章介绍了一种利用波导实现Ka波段芯片级功率合成的方法。首先介绍了两路波导功率合成器的模型,分析了影响功率合成效率的因素,推导出合成效率最大化的条件。然后借助HFSS软件进行仿真优化,依托精密机加工技术制作出来的波导功率合成器可以在4GHz带宽内VSWR<1.5,LOSS<0.5dB。合成的基本单元3W模块由两个1.8W的MMIC通过Lange桥合成,在装入壳体合成之前单独调试,确保功率相等,相位一致。最后采用该合路器在35GHz~35.4GHz的工作频率内成功获得100W的合成功率,合成效率达85%以上,测试数据和模拟数据基本吻合。     

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。     

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%。