Ka频段径向波导功率合成技术研究

摘要

本论文详细阐述了课题研究的两部分工作：首先在阅读分析国内外大量功率合成技术相关文章的基础上，结合国内工艺制作水平，设计并研制了Ka频段径向波导四路空间功率合成放大器；其次介绍了一种22GHz-27.5GHz低噪声放大器的设计制作和测试。
　　 主要工作如下：
　　 (1)在对多种功率合成技术特点进行了研究和对比之后，采用了径向波导作为功率放大器的功分/合成网络。
　　 (2)分析了径向波导空间功率分配/合成结构的工作原理，设计了Ka频段四路径向波导功率分配/合成网络，并利用CST Microwave Studio软件进行仿真和优化。最后对该无源网络结构进行加工和测试，测试结果表明，在34.0GHz-36.0GHz频带范围内，一对背靠背的该功分/合成电路的插入损耗小于1.8dB，回波损耗优于15dB。
　　 (3)研制了Ka频段四路功率合成放大器，在34.0GHz-36.0GHz工作频带内，利用四片HMC283，获得了最大360mW(25.5dBm)的饱和输出功率，最大合成效率为85％。
　　 (4)论文最后一章介绍了一种22GHz-27.5GHz低噪声放大器的设计制作与测试过程。该放大器在设计带宽内，最大增益为56.7dB，增益平坦度优于±2 dB，噪声系数小于3.5dB。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1毫米波特点及其应用

1.2毫米波功率放大器简介

1.3毫米波功率合成技术的发展与现状

1.4本论文的研究内容与章节安排

第二章功率合成放大器的设计方案

2.1放大器的主要设计指标

2.2合成网络的选择

2.3介质基片的选择

2.4放大器芯片的选择

2.5整体方案的可行性

第三章径向波导功率合成放大器的无源网络设计

3.1同轴-矩形波导的转换器

3.1.1同轴-矩形波导转换器简介

3.1.2新型同轴-矩形波导的探针转换器设计

3.1.3同轴-矩形波导探针转换器的制作与测试

3.2径向波导功率分配/合成结构设计

3.2.1功率分配/合成器简介

3.2.2径向波导理论分析

3.2.3功率分配/合成结构的设计和仿真

3.3功率分配/合成网络仿真制作及无源测试

第四章径向波导功率合成放大器的实现和测试

4.1功率合成放大器的加工制作

4.1.1直流偏置的设计

4.1.2功率合成放大器电路装配

4.1.3放大器中腔体的设计

4.1.4接地问题

4.2功率合成放大器的调测

4.3功率合成放大器的测试结果

第五章低噪声放大器的研制

5.1低噪声放大器研究的意义

5.2项目简介

5.3低噪声放大器的设计

5.3.1低噪声放大器设计的主要指标

5.3.2低噪声放大器设计原理图

5.3.3低噪声放大器波导-微带过渡设计

5.3.4低噪声放大器MMIC芯片选择

5.3.5低噪声放大器直流稳压电路设计

5.3.6多级低噪声放大器的设计

5.3.7低噪声放大器腔体设计

5.4低噪声放大器性能测试

第六章结论

致 谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果