基于波導的空間功率合成網絡研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子技術的迅速發(fā)展，通信、電子對抗和雷達系統(tǒng)對系統(tǒng)的小型化和高功率的要求越來越高。高的輸出功率意味著更好的通信質量，更強的干擾與抗干擾能力，更大的雷達作用距離等。在 Ka及以上波段，由于單片功率放大器芯片的輸出功率有限，無法滿足高頻大功率系統(tǒng)的要求，因此工程上大多采用功率合成的方法來提高輸出功率。同時為了實現(xiàn)小型化，設計適用于多路微波集成電路等方面合成的功率合成網絡是十分必要的。
　　本文分析介紹了功率合成理論及影響輸出功

2、率、合成效率等參數的主要因素。利用三端口波導到微帶的雙探針過渡結構實現(xiàn)一種適用于微波集成電路等多路平面電路合成的Ka波段空間功率分配/合成網絡，并根據傳輸線理論的奇偶模分析法對該雙探針過渡結構進行相應的分析和改進，以提高功率合成效率和輸出功率等。本文的主要內容有：
　　1.完成了Ka波段基于波導的四路空間功率分配/合成網絡的設計，實現(xiàn)了四路微帶與矩形波導間信號的等功率合成與分配，單個四路功率分配/合成網絡的損耗約為0.4dB-0.

3、8dB，網絡合成效率達到83.18％。
　　2.完成了Ka波段四路空間功率分配/合成網絡的改進工作，在微帶支路間引入了隔離電阻，并利用奇偶模理論對改進模塊的等效電路進行了詳細的分析。改進網絡實現(xiàn)了更高的支路隔離和更小的支路反射，減小了功率合成時各支路間的干擾和支路的反射，使得輸入合成網絡中的功率損耗和反射更小，最終輸出的合成功率較改進前也有明顯的提高。單個網絡的損耗約為0.3dB-0.5dB，合成效率達到89.13%。
　　

4、3.完成了基于波導的Ka波段四路空間功率合成放大器的研制，利用兩個相同的背靠背的四路空間功率分配/合成網絡，實現(xiàn)波導到四條微帶支路以及四條支路到波導的轉換，在四條微帶支路中間加載4片TGA4505功率放大芯片實現(xiàn)各支路的功率放大，從而最終實現(xiàn)Ka波段的大功率輸出。該功率合成放大器在28GHz-31GHz頻率范圍內，飽和輸出功率均大于39.01dBm（7.96W），最大飽和輸出功率出現(xiàn)在28GHz頻率處，其值為40.22dBm（10.52