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宽带毫米波波导空间功率合成放大器研究

吕盛奇  
【摘要】: 波导空间功率合成项目主要研究的问题是如何在波导内部进行毫米波频段空间功率合成放大。其应用前景十分广阔,可以广泛应用于导航以及民用电子设备的毫米波频段大功率固态源上。空间功率合成器的损耗不受合成器件数量的影响。所以,在微波和毫米波可逐渐用空间功率合成器来取代传统的集体功率合成器。 在频率很高的Ka频段内,标准波导尺寸太小,如何突破波导尺寸的限制是需要解决的关键问题之一。因此,如何在更高频段实现较高的可用功率合成输出,从而使该技术真正进入毫米波频段,是目前主要的研究方向。本文针对上述内容,主要研究工作带宽为31 GHz到36 GHz的波导空间功率合成放大器。 首先,综述了近年来空间功率合成技术的研究进展,以及波导、鳍线微带转换等方法在其中的应用。 其次,分别介绍了微带的基本理论,以及鳍线实现波导微带转换的基本方法,作为本文的理论基础。 最后,以矩形波导为基础,设计和研究了一种宽带毫米波空间功率合成放大器。研究内容主要包括如下: 1、针对空间功率合成的要求,研究波导-微带转换的功分合成电路,实现一个波导口输入转换成多路微带端口输出,并保证在较宽工作带宽内不发生谐振。 2、针对放大器芯片工作的要求,解决MMIC放大器芯片的安装波导之外、偏置和散热问题,确保放大器正常工作。 3、针对矩形波导鳍线安装的工程问题,做了实际应用上的考虑设计。 波导空间功率合成技术采用了机电一体化设计,充分考虑各类因素的影响。本文的工作为波导内空间功率合成技术的发展应用打下了良好的基础。


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