毫米波固态大功率合成/放大器的研究

摘要

该论文是921项目,要求在Ka频段实现大功率输出功率放大器,具有1W的功率输出,同时有500MHz的带宽性能.该功率放大器将应用在Ka频段雷达固态发射机上.该文通过对Ka频段矩形波导到微带探针过渡结构形式的大量仿真结果进行分析,总结出在Ka频段过渡结构中不同探针长度所带来的短路活塞距探针长度的变化规律,并在实验中加以验证.该规律在Ka频段矩形波导到微带过渡的工程设计中能够起到较好的指导作用.通过对金丝压焊互联结构不同形式的分析,确定在Ka频段大功率输出放大器中采用三金丝结构,同时通过调整双金丝,三金丝的金丝间距,总结出金丝压焊互联结构特性随间距变化的一般规律.为了解决在Ka频段二等分功率分配/合成器中隔离电阻带来的一系列技术问题,应用共面波导和耦合共面波导,利用Ansoft电磁仿真软件仿真设计了二等分功率分配,仿真的结果基本能够满足工程需要,为采用新型传输线实现新的毫米波无源器件提供了参考.实验结果表明,功率放大器的输出功率在34GHz~35.5GHz频段有大于1W的功率输出,已经能够很好的满足了技术指标的要求,能够应用在固态雷达发射机上.

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引言

第一章Ka频段功率分配(合成)器

1.1功率分配器/合成器基本原理简述

1.2利用奇偶模分析法对Wi l ki son N路功分器进行分析

1.3一种新型功分器的仿真设计

1.3.1共面波导及耦合共面波导传输特性简介

1.3.2二等分功率分配器的设计考虑

1.3.3利用共面波导在Ka频段仿真设计二分器

第二章矩形波导到微带过渡的设计

2.1输入输出电路的设计考虑

2.2矩形波导到微带过渡的理论分析

2.2.1输入阻抗的变分表达式

2.2.2求解并矢格林函数

2.2.3输入阻抗的求解

2.3毫米波频段矩形波导到微带的工程设计

2.3.1探针长度为1.2mm时调整短路活塞S参数曲线

2.3.2取探针长度A=1.4mm，1.6mm，1.8mm，2mm时调整短路活塞时仿真结果

2.3.3结论

第三章金丝互联结构对电路整体性能的影响

3.1金丝互联结构特性分析

3.1.1单金丝互联结构准静态模型

3.1.2双金丝压焊互联结构等效模型

3.2金丝压焊互联结构对Ka频段雷达固态功率放大器整体性能的影响

第四章Ka频段雷达固态功率放大器的实现与测试

4.1Ka频段雷达固态功率放大器的实现

4.2Ka频段雷达固态功率放大器的测试

4.2.1 Ka频段雷达固态功率放大器的测试系统

4.2.2 Ka频段雷达固态功率放大器的测试结果

4.3对Ka频段雷达固态放大器电路及测试结果的讨论及结论

第五章结论

参考文献

致谢

个人简历和研究成果