近來,基于MMIC功率放大器的毫米波波導空間功率合成技術(shù)是固態(tài)毫米波領(lǐng)域的熱門。在此類研究中,在多支路條件下保持高的合成效率和較寬的工作帶寬是實現(xiàn)毫米波寬帶功率合成的重點,也是本文的主要研究內(nèi)容。本文基于三種功率合成結(jié)構(gòu)設(shè)計了K~Ka波段的超寬帶徑向功率合成器件。本論文詳細分析了毫米波頻段常用的功率分配網(wǎng)絡;對采用的幾種結(jié)構(gòu)形式:同軸波導-徑向波導過渡結(jié)構(gòu)、脊波導-微帶探針過渡結(jié)構(gòu)、脊波導階梯過渡結(jié)構(gòu)等進行了仿真、優(yōu)化設(shè)計,加工實物和測試。主要工作如下:1、基于同軸波導傳輸理論與徑向波導傳輸理論,設(shè)計了同軸波導-徑向波導混合過渡結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)對稱性好,受加工裝配等因素影響小,體積適中。仿真結(jié)果顯示:在18~40GHz范圍,同軸端口插入損耗在頻帶內(nèi)均小于15dB,各徑向端口插入損耗均小于0.3dB,徑向端口頻帶內(nèi)VSWR均小于1.25;2、基于E面波導-微帶探針理論,設(shè)計加工并測試了K~Ka頻段波導雙探針結(jié)構(gòu),適用于K~Ka頻段超寬帶應用。實測結(jié)果顯示:在18-40GHz范圍,兩端口的回波損耗小于-10dB,插入損耗小于2dB,扣除線損則該過渡的插入損耗僅為1.5dB;3、基于切比雪夫阻抗變換器理論,研制了脊波導階梯過渡結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)與同軸波導-徑向波導的混合結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果顯示:在18~40GHz范圍,同軸端口回波損耗在頻帶內(nèi)均小于16dB,該混合過渡結(jié)構(gòu)插入損耗小于0.2dB;以該結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),改進設(shè)計了多重圓盤匹配過渡結(jié)構(gòu),使得同軸端口回波損耗在頻帶內(nèi)均小于19dB,該改進后混合過渡結(jié)構(gòu)插入損耗小于0.1dB;4、結(jié)合上述所有結(jié)構(gòu)研制、加工以及測試了同軸波導-徑向波導-脊波導-微帶探針結(jié)構(gòu)的24路功率合成器背靠背結(jié)構(gòu)。實測結(jié)果顯示:在24~40GHz范圍內(nèi),該結(jié)構(gòu)中同軸波導回波損耗均小于10dB,背靠背結(jié)構(gòu)單端插入損耗在頻帶內(nèi)小于1.25dB,計算得出背靠背結(jié)構(gòu)單端的合成效率約為75%。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN73

【引證文獻】

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1 楊迎;微波固態(tài)寬帶功率合成關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學;2018年

本文編號：2377855