L频段1500W固态连续波功放研究与实现

摘要

微波功率放大器在导航、雷达、卫星通讯、无线通信、电子对抗设备等系统中的应用越来越广泛，是现代无线通信的关键设备。在现代通信系统中，微波功率放大器扮演着重要的角色，其技术性能的好坏直接影响通讯系统的通讯质量、通讯距离等技术指标。微波固态功率放大器由其自身的高可靠性和长寿命等特点，越来越受到通讯系统的青睐，近年来其技术也取得了长足进步。
　　本论文介绍了L波段1500W固态连续波功放的研究、设计及实现，对整机合成方案进行了详细的设计，对主要技术指标进行了详细的论证，对采用的关键技术进行了细致的研究，对主要模块进行了仿真计算。设计过程中采用动态阻抗匹配和ADS大信号模型仿真相结合的方法对LDMOS功率管进行阻抗匹配，设计出了L波段150W连续波放大器模块和L频段30W连续波放大模块；采用微带巴伦对末级模块的功率管进行分/合路，既提高了模块的偶次谐波抑制又提高了模块的一致性指标；采用径向线合路的方式设计了大功率四合路器，并使用HFSS仿真软件进行仿真优化，实现了 L波段低损耗的大功率合成；将大功率合路器与耦合器设计在一起，并进行级联仿真，减小了级联的损耗和体积；采用 ICEPAK软件设计了高效散热器，通过实际的测试对散热器进行了验证，使用 ICEPAK软件对机箱内模块的布局进行优化仿真，实现了整机的高效散热；整机采用了过激励保护、过温保护、高驻波保护、过流保护、不平衡保护等全面的控制保护电路，提高了功率放大器的可靠性。
　　通过对整机的详细设计和具体的工程实现，最终研制出了L波段1500W固态连续波功率放大器。最后对整机进行了调试和测试，在960MHz~1215MHz频带内，连续波输出功率 Pout≥1600W，增益 G≥66.1dB，谐波抑制≥32dBc，杂波抑制≥70dBc，输入驻波比VSWR≤1.3:1，满足使用要求。

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第一章 绪 论

1.1微波功率放大器的应用

1.2国外研究动态

1.3国内研究动态

1.4 论文内容的安排

第二章 功率放大器的基础知识

2.1 功率晶体管

2.2放大器的技术指标

2.3放大器的工作状态

2.4放大器的稳定性

第三章 功率放大器的设计方法及关键技术研究

3.1 放大器的设计方法

3.2功率合成设计

3.3散热设计

3.4关键技术

第四章 整机结构设计与实现

4.1整机方案设计

4.2 L频段150W放大器模块

4.3 L频段30W驱动级放大器

4.4 COM0912四合路及耦合器仿真设计

4.5 整机结构设计

第五章 整机的性能测试与分析

5.1 L频段150W模块的调试与测试

5.2 其它部件的调试

5.3整机的调试、测试

第六章 总 结

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果