行波管放大器非線性幅相測(cè)試模塊的研制.pdf

1、作為工作在大信號(hào)狀態(tài)下的微波真空器件,行波管放大器(TWTA)憑借高功率、高增益、寬頻帶和高工作頻率等性能特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于深空探測(cè)和電子對(duì)抗等無線通信領(lǐng)域,并在其中扮演著將信號(hào)進(jìn)行放大的重要角色。由于TWTA是一種非線性器件,大信號(hào)條件下表現(xiàn)出的非線性幅相(AM-AM、AM-PM)效應(yīng)會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的通信質(zhì)量造成影響?；诖?有必要建立測(cè)試模塊,對(duì) TWTA的AM-AM、AM-PM行為進(jìn)行測(cè)試和預(yù)判,根據(jù)測(cè)試的結(jié)果,對(duì)TWTA進(jìn)行線性化處

2、理。
　　本文立足TWTA測(cè)試的基本原理,首先對(duì)TWTA的非線性幅相測(cè)試在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研,通過對(duì)幅相測(cè)試系統(tǒng)的深入了解,綜合制作成本、在線測(cè)試和測(cè)試精度等因素,采用了六端口電路實(shí)現(xiàn)TWTA幅相測(cè)試模塊。對(duì)六端口的原理進(jìn)行推導(dǎo),印證了采用該測(cè)試模塊作為非線性幅相測(cè)試部件的合理性。本文從以下幾個(gè)方面對(duì)測(cè)試模塊進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì):
　　1.結(jié)合幅相測(cè)試模塊基本原理,確定了采用多節(jié)非對(duì)稱形式耦合器作為取樣耦合器的方案。通過對(duì)

3、傳統(tǒng)多節(jié)耦合器的對(duì)稱和非對(duì)稱結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論研究,研制了改進(jìn)形式的10dB非對(duì)稱定向耦合器,測(cè)試結(jié)果表明:在2~18GHz內(nèi),耦合度在10dB±1dB內(nèi),且回波損耗>15dB,隔離度>20dB。
　　2.為提升耦合結(jié)構(gòu)的回波損耗和隔離性能,研制了加載鋸齒形結(jié)構(gòu)的2~8GHz90°混合耦合器,并制作了加載矩形結(jié)構(gòu)的6~18GHz90°混合耦合器。實(shí)測(cè)結(jié)果表明:2~8GHz的耦合器具有回波損耗>20dB,隔離度>25dB的性能;6~18G

4、Hz的耦合器具有回波損耗>15dB,隔離度>17dB的性能。
　　3.從切比雪夫(Chebyshev)變換器和隔離電阻兩方面對(duì)寬帶功分器的本質(zhì)進(jìn)行了研究。描述了2~8GHz、6~18GHz器件的設(shè)計(jì)方法,進(jìn)行了模型仿真,并制作了2~8GHz的等分同相功分器。
　　4.利用90°混合耦合器的設(shè)計(jì)原理,研制了部分、完全兩種集成方式的2~8GHz六端口電路,并研制了完全集成方式的6~18GHz六端口電路。搭建了測(cè)試系統(tǒng),對(duì)模塊進(jìn)行