平面微波功率合成器的研究

摘要

本篇论文的研究对象为一种应用于毫米波(26～40GHz)段的宽带功率合成网络。作者首先，对各种经典的功率合成网络进行了详细的分析、对照，决定采用Wilkinson来实现毫米波宽带功率合成网络。其次，基于宽带Wilkinson理论，分别设计了单支节(经典的单级Wilkinson)、两支节和三支节Wilkinson宽带功率合成网络，并且比较了单支节、两支节和三支节Wilkinson拓扑结构。根据实际仿真结果，两支节Wilkinson宽带功率合成网络在端口隔离度、插入损耗、输出回波损耗、幅度和相位一致性以及体积等指标上均优于其它两种结构。最后，为了进一步验证两支节Wilkinson宽带功率合成网络，作者基于此种拓扑结构对毫米波(26～40GHz)宽带固态功率放大器进行了相关研究。在研究过程中对毫米波基板以及金丝键合进行了相应的研究分析，通过对实际仿真结果的分析，双金丝拓扑结构在插入损耗以及输入/输出端口驻波比均明显优于单金丝拓扑结构，并且辅之以Rogers RT/Duriod 5880基板、Hp-HMMC-5040四级宽带微波毫米波增益模块，完成了对Ka波段(26～40GHz)宽带功率放大器结构合理性验证。

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英文文摘

声明

1.绪论

1.1.功率合成研究的意义

1.2.微波功率合成技术的发展和现状

1.2.1.管芯型功率合成

1.2.2.电路型功率合成

1.2.3.空间型功率合成

1.2.4.混合型功率合成

1.3.本篇论文的结构框架体系

2.经典平面功率合成结构

2.1.Wilkinson功分器

2.2.支线定向耦合器

2.3.Lange耦合器

2.4.混合环

2.5.本篇论文中的考虑

3.宽带功率分配/合成网络

3.1.经典单级Wilkinson的设计

3.2.宽带Wilkinson理论

3.3.宽带Wilkinson的设计

3.3.1.两支节Wilkinson拓扑结构

3.3.2.三支节Wilkinson拓扑结构

3.4.本篇论文中的考虑

4.应用设计

4.1.毫米波固态功率放大器简述

4.2.基板的选择原则

4.2.1.厚膜MIC对基板的要求

4.2.2.薄膜MIC对基板的要求

4.3.毫米波段基板材料简述

4.3.1.氧化铝陶瓷基板

4.3.2.Rogers Corp.主要高频基板介绍

4.3.3.石英基板

4.3.4.氮化铝基板

4.4.本篇论文中的考虑

4.5.金丝互联结构特性分析

4.5.1.电磁结构仿真软件Ansoft HFSS

4.5.2.金丝互联结构准静态模型

4.5.3.金丝互联结构对功率放大器性能的影响

4.6.MMIC芯片介绍

4.7.整体电路实现

结 论

致 谢

参考文献