【摘 要】
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毫米波功率源的输出功率已成为评价毫米波系统的一个重要因素。由于毫米波固态功率器件的输出功率有限,在单个功率器件输出功率受限的情况下,要提高其输出功率,采用功率合成
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毫米波功率源的输出功率已成为评价毫米波系统的一个重要因素。由于毫米波固态功率器件的输出功率有限,在单个功率器件输出功率受限的情况下,要提高其输出功率,采用功率合成技术是一种行之有效的解决问题的方法。本文在分析和研究各种固态功率合成技术的基础上,采用波导功率合成器结构方案,对毫米波功率合成电路作了探索性研究。主要内容为:1.分析了幅度、相位对功率合成的影响,设计了毫米波段波导到微带的过渡,并将此结构运用到后面的功率合成放大器中。2.设计了三种形式的毫米波波导功分器/合成器:波导魔T功率分配/合成器T-形结功率分配/合成器,双探针波导到微带过渡功率分配/合成器,各自特点如下:(1)波导魔T功率分配/合成器:在32GHz～38GHz频段内,回波损耗在20dB～50dB之间,隔离度在32dB～50dB之间,两端口输出幅度一致性和相位一致性保持好。(2) T形结功率分配/合成器:在31GHz～39GHz频段内,回波损耗在20dB～42dB之间,隔离度在5.25dB～6.25dB之间,两端口输出幅度一致性和相位一致性保持好。(3)双探针波导到微带过渡功率分配/合成器:在整个ka波段,回波损耗在20dB～30dB之间,隔离度在5.3dB～6.5dB之间,两端口输出幅度一致性和相位一致性保持好。3.采用Agilent公司AMMC 5040作为功率放大单元,制作了波导接口的四路功率合成放大器,在33GHz～37GHz的工作频带范围内,合成效率在72%以上,在35GHz频点处获得最大的饱和输出功率为328.85mW,最大合成效率为82.2%。实验结果表明此合成方案完全可行,若进一步提高加工和装配工艺,合成效率会更高。
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