基于波导合成高效高功率密度Ku波段功放

提出了一种基于BB180波导电桥合成器与波导微带双探针相结合的Ku波段高效空间合成方案,波导合成实现了高效率,波导微带双探针结构实现功率模块的叠层安装,在Ku波段通过二者的结合实现了高功率密度。首先利用HFSS软件分析波导合成器和波导微带双探针模型,给出了仿真结果。在工程设计中采用GaN功率芯片构成放大器小模块单元,输出峰值功率25W。功放采用8个模块单元合成,在Ku波段合成饱和输出180W峰值功率(19%占空比),合成效率超过85%,附加效率高于25%,功率密度达到0.135W/cm3,实现了Ku波段微波高效合成与高功率密度输出。     

Ku波段波导内空间功率合成功率放大器

随着散射通信技术的发展,对Ku频段通信系统的发射功率的要求越来越大。目前在散射通信系统Ku频段上广泛使用的功率放大器多为平面电路合成,电路合成由于传输线损耗以及电路结构随器件数量增加成非线性增长,其能够合成的固态器件数目受到限制,不能满足散射通信发射功率要求。本文介绍了一种功率容量能达到40W,散热能力达到140W,体积较小、结构设计简单、装配加工方便、性能稳定的一种Ku波段功率放大器。     

一种径向波导Ku波段空间功率合成器的设计和实现

为了实现微波功分／合成电路低损耗、宽频带和小型化,采用等效电路法,外围探针沿径向等距分布在径向波导内,使用HFSS对结构进行仿真、优化,加工制作了四路、八路功分／合成器各一款,损耗在0．5dB左右,带宽大于0．5GHz。此类设计的应用可大幅度减小雷达发射机体积,并提高雷达工作效率。首次导出了径向波导功分／合成电路的简洁等效电路模型,此类设计也是首次投入实际应用。     

Ku波段300W固态发射机的研制

介绍一种新成功研制的Ku波段固态发射机,该发射机采用波导合成技术,对4个80w末级功率模块进行功率合成,获得300W以上的峰值功率,发射机最大脉冲宽度为120μs,最大占空比为30％,合成效率大于93．7％。     

Ku波段波导同轴检波器设计

介绍了一种工作在Ku波段的波导同轴检波器的设计方法,包括电性能计算及仿真.介绍了耦合机构的耦合度计算和仿真,以及谐振情况.阐述了检波二极管的选择方法,二极管的温度特性理论分析,以及滤波电路的设计和性能仿真结果.还介绍了模拟大功率的测试方法,给出了检波二极管的温度特性试验数据和结果.     

Ku频段高效50W连续波空间功率合成放大器

设计了一种基于WR-140波导功分/合成器与波导-微带双探针过渡相结合的高效空间功率合成网络,采用4个GaAs MMIC为推动放大级、4个MFET为末级的合成功率放大器,在14.0～14.5 GHz频率范围内,最大饱和连续波输出功率56 W,合成效率高于86%,附加效率最高达23%.该合成器结构紧凑,扩展性好.     

基于裂缝波导的固态功率合成

介绍一种基于裂缝波导固态功率合成系统的分析与设计,并给出具体仿真数据.该种固态功率合成系统具有简单的结构和高的功率合成效率,在X波段连续波照射雷达和毫米波空间功率合成等领域都具有广泛的应用前景.     

Ka波段波导二进制空间功率合成放大器

研制了一种连续波Ka波段二进制8路空间功率合成放大器,采用全波导分配/合成结构,结合了分支波导耦合器和空间功率合成技术,具有低损耗、高效率、驻波良好和结构紧凑的特点。在31～36GHz频率范围内,增益为17.5～19.5dB,连续饱和输出平均功率Pout≥10W,工作效率在全频段内大于13%,功率合成效率超过72.5%,最大合成效率超过90%。     

Ku波段600W固态合成功放设计

文章介绍了一种Ku波段600W固态合成功率放大器的工程实现。根据工程应用的实际要求,该固态功率放大器采用多芯片多级合成,每级功率合成采用了不同的合成方式。其中芯片级合成选择了微带合成方式,模块级合成选择了多腔体空间耦合合成结构,组件级合成选择了波导合成方式。固放以6.5W的MMIC功放单片为基本单元,共采用了128个功放单片合成出大于600W的脉冲峰值功率,功率附加效率高达18.5%,并具有脉冲速度快、频谱纯净、体积小、可靠性高、工程上容易实现等优点。     

宽带高效径向波导基空间功率合成技术

为获得振幅和相位一致性较好的空间功率合成结构,对径向波导电磁场分布进行了理论分析,推导出径向波导内存在TM_(00)主模.根据TM_(00)波电磁场的轴向对称性,提出了径向波导功分器的简化电磁模型和等效电路.并由此研制出了性能良好的X波段159 W固态功率放大器.在整个X波段,无源合成网络的合成效率都大于88%.含单片微波集成电路芯片(MMIC)的整体合成固态功放合成效率在整个MMIC工作频率范围内(11.9～12.3 GHz)大于83%.     

32路X波段径向波导空间功率合成系统研制

为突破单个固态功率器件在微波毫米波频段功率输出能力较低的限制,我们根据径向波导中主模TM00波电磁场的轴向对称性,提出了径向波导空间功率合成技术。并利用HFSS(高频电磁场仿真软件)和ADS(高级设计系统)软件,研制出了一款32路X波段径向波导空间功率合成系统。仿真和实验证明,从8.6GHz至12.3GHz,这种径向波导无源空间功率合成系统的插入损耗小于1dB,反射损耗小于-15dB,合成效率大于80%。     

基于柔性基片集成波导技术的Ka波段功率放大器的设计和制作

设计、制作并测试了一个Ka波段八路合成宽带功率放大器.测试结果表明在26.5GHz上最大输出功率约为4.2W(连续波),在26.4GHz上最大合成效率约为72.5%,在25.1～28.4GHz范围内合成效率大于60%.这种功率放大器的基本组成单元是一对含对称尖劈过渡结构的柔性基片集成波导(FSIW).将一组该单元上的对称尖劈沿波导窄壁分别插入相应的输入和输出矩形金属波导,就可在波导内实现宽带、高效率的功率分配和功率合成.结果表明这项技术可方便地用于宽带毫米波固态功率放大器设计.     

一种Ku波段波导-微带转换器的研制

本文利用三维高频仿真软件HFSS设计并分析了中心频率为15GHz的波导一微带过渡结构。这种结构的输入输出是直通方向的,与以往的波导-微带过渡结构相比,这种结构体积小、气密性好、更利于小型化。根据测试结果,设计的过渡结构在13GHz-17GHz频率范围内有良好的性能,插入损耗小于0．5dB,端口驻波系数小于1．35。     

一种Ka波段径向波导功率合成器设计

分析了径向波导中电磁波的传播特性,设计了一种Ka波段六路波导功率合成器,并运用软件进行建模和仿真优化,制作实物并进行测试验证,结果表明该合成器在30~34GHz的插入损耗小于0.6dB,反射损耗小于-14dB,与仿真结果趋势相吻合,在毫米波功率合成与小型化领域具有应用价值。     

Ku波段交叉耦合波导滤波器的精确设计

针对软件优化法设计交叉耦合波导滤波器的耗时性,利用矩形波导设计了Ku波段折叠型交叉耦合滤波器。采用S参数的多项式综合和矩阵消零的方法提取耦合矩阵,设计过程将全波建模和电路模型分析相结合,利用微波CAD软件HFSS分步骤对每个谐振单元及耦合结构进行仿真,以确定其尺寸,避免了对滤波器的软件优化,所得仿真结果与理论值吻合较好。     

一种Ka波段开槽波导空间功率合成器的设计

设计了一种结构简单,容易制造的开槽波导功率分配器/合成器。该合成器采用锥形微带线-波导的过渡结构,每路微带线传输部分由小腔体进行隔离。通过CST仿真软件,设计了一个中心频率为35GHz的Ka频段的功率合成器。仿真结果显示,该结构回波损耗小于-20dB时的带宽达近500MHz,且插入损耗小于0.1dB。可见,具有极低的插入损耗和较低的回波损耗。     

一种Ka波段基片集成波导功率合成器的设计

笔者设计了一种结构简单,容易制造的基片集成波导功率分配器／合成器,该分配器／合成器采用渐变微带线——波导的过渡结构,并且厚度只有1．254mm。通过HFSS仿真软件,设计了一个中心频率为35GHz的Ka频段的功率分配器。仿真结果显示此种结构具有极低的插入损耗和较低的回波损耗。