Ka頻段固態(tài)功率放大器研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，通訊、電子對抗和毫米波雷達(dá)對系統(tǒng)高功率、小型化的需求越來越高。而毫米波固態(tài)功率放大器由于其直流電壓低、體積小、重量輕、制作方便、性能穩(wěn)定、合成效率高的優(yōu)點(diǎn)成為最有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的毫米波發(fā)射機(jī)功率源。同時(shí)，將固態(tài)功率放大器作為回旋器件的前級穩(wěn)定功率源，能夠綜合固態(tài)器件和回旋器件的優(yōu)點(diǎn)，更好地滿足大功率毫米波發(fā)射機(jī)功率源的要求。
　　本文分析介紹了毫米波固態(tài)功率放大器的分類、性能指標(biāo)、功率合成技術(shù)以及功率合

2、成失效的主要原因。并從功率合成理論，芯片選型，波導(dǎo)微帶過渡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，功率分配/合成器設(shè)計(jì)、功率放大器有源設(shè)計(jì)、功率放大器的調(diào)試與測試等方面進(jìn)行研究。在理論和實(shí)踐結(jié)合的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì) Ka頻段高隔離度緊湊型寬帶固態(tài)功率放大器，為后續(xù)的大功率高性能固態(tài)功率放大器的研發(fā)積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。本文主要研究內(nèi)容有：
　　首先，設(shè)計(jì)完成具有寬帶寬、低插損特性的波導(dǎo)微帶過渡結(jié)構(gòu)以及具有寬帶寬、高隔離度、幅相一致性好的兩路功分器，并基于E面魔T功分器單元設(shè)

3、計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊的八路/十六路功率合成網(wǎng)絡(luò)，為之后的27~33.5GHz頻段7W功率放大器以及32~38GHz頻段20W功率放大器的設(shè)計(jì)提供無源設(shè)計(jì)方案。
　　然后，基于波導(dǎo)微帶探針過渡結(jié)構(gòu)完成27~33.5GHz頻段驅(qū)動(dòng)級功放設(shè)計(jì)。同時(shí)基于波導(dǎo)微帶雙探針過渡和 E面魔 T功分器結(jié)構(gòu)完成27~33.5GHz頻段7W固態(tài)功率放大器設(shè)計(jì)。經(jīng)過測試，該功放在27~38GHz頻段內(nèi) S11均小于-10dB，在32~36.5GHz頻段小于-20d

4、B。整體無源結(jié)構(gòu) S21為1.2dB。另外，在27~33.5GHz頻段內(nèi)，最小的飽和輸出功率為33dBm，最大為39dBm。在27~30.5GHz和31.5~32.5GHz頻段內(nèi)，輸出功率均大于37dBm，達(dá)到較好效果。
　　最后，基于E面T型功分器、T型結(jié)功分器、H面波導(dǎo)彎頭和波導(dǎo)微帶H面探針過渡結(jié)構(gòu)完成32~38GHz頻段20W固態(tài)功率放大器設(shè)計(jì)。相比較傳統(tǒng)的功分結(jié)構(gòu)和芯片位于同一層的功放設(shè)計(jì)，該功放所有的芯片都安裝在下腔體上