【摘要】：隨著3毫米波系統(tǒng)廣泛應用于通信、雷達、電子對抗等眾多領域,大功率、超寬帶的3毫米發(fā)射系統(tǒng)對于整個系統(tǒng)起著更加重要的作用,由于3毫米波段單個固態(tài)功率放大器的局限性,因此研究超寬帶3毫米波功率合成網(wǎng)絡具有重要意義。本文首先介紹了功率合成網(wǎng)絡的基本指標,并對二進制功率合成技術的合成效率進行分析。然后以矩形波導、脊波導、脊間隙波導的基本理論為基礎,設計了基于脊間隙波導的功率合成網(wǎng)絡與基于脊波導探針耦合的波導共面魔T的功率合成網(wǎng)絡。本文的主要研究成果如下:(1)設計了 3毫米波段基于脊間隙波導兩路功率合成網(wǎng)絡,并加工了基于脊間隙波導兩路功率合成網(wǎng)絡的背對背結構。測試結果顯示:在75GHz-110GHz頻帶內,輸入、輸出回波損耗優(yōu)于-15dB,插入損耗小于1.2dB。(2)設計并分別加工了 3毫米波段基于脊波導探針耦合的波導共面魔T兩路/四路功率合成網(wǎng)絡結構。測試結果顯示:在75GHz-110GHz頻帶內,兩路功率合成網(wǎng)絡的插耗低于0.5dB,端口的回波損耗優(yōu)于-16dB,輸出兩個端口之間的隔離度大于17dB;四路功率合成網(wǎng)絡的插入損耗小于0.9dB,各端口回波損耗優(yōu)于-14.5dB,輸出各端口之間的隔離度大于15.5dB。(3)基于E面波導-微帶探針理論,研制了 3毫米波段波導探針結構,仿真結果顯示:在75GHz-110GHz頻帶內,端口的回波損耗優(yōu)于-22dB,插入損耗優(yōu)于0.12dB。設計并加工了單路功率放大器模塊,測試結果顯示:在92GHz-96GHz頻帶內,最大增益為:18.17dB@92.5GHz,最大輸出功率為:23.14dBm@92.2GHz�；诩共▽结橊詈系牟▽Ч裁婺功率合成網(wǎng)絡,設計并加工了3毫米波段功率合成放大器,測試結果顯示:在92GHz-96GHz頻帶內,最大輸出功率為:28.41dBm@92.2GHz,最大合成效率為:87.08%@92.4GHz。
【圖文】：

波長范圍為相對于微波，毫米波具有更寬的頻帶，更強的抗干擾能力，約逡逑大１０倍的信息容量；相比較于紅外線，毫米波更適合于全天候工作，有更強的穿透能逡逑力。而在整個毫米波波段共有四個傳播衰減相對較小的大氣“窗口＇如圖１．１所示，這逡逑些“窗口”對應的中心頻率分別為：３５ＧＨｚ，邋９４ＧＨｚ，邋１４０ＧＨｚ，邋２００ＧＨｚ，相對應的波長分逡逑別是８．６ｍｍ，３．２ｍｍ，，邋２．１ｍｍ和１．４ｍｍ，介于四個傳播衰減較小的大氣“窗口”波段的電逡逑磁波在自由空間中傳播時具有傳輸損耗小、穿透大氣層能力強、傳播距離遠等優(yōu)點。中逡逑心頻率為９４ＧＨｚ，對應的波長為３毫米，對應的頻段為Ｗ波段（７５ＧＨｚ－１１０ＧＨｚ），恰逡逑好落在傳播衰減較小的大氣“窗口”中ｍ，相對于８毫米波系統(tǒng)，３毫米波系統(tǒng)不僅可用逡逑帶寬（３５ＧＨｚ）寬

所以空間功率合成技術常常應用于較大規(guī)模的功率合成網(wǎng)絡中。空間功率合成形逡逑式通常分為三類［｜３］：邋（１）準光功率合成技術；（２）波導內空間功率合成技術；（３）自由空間逡逑功率合成技術。三種空間功率合成的示意圖如圖１．３所示。逡逑＿邋．邐．．邐Ａｎａｙ逡逑▲邐ＬＸＸｏｏｔｎｃＬｏａｄｎａ邐（Ａｍｐｈｆｅｆ＞Ａｉｒｇ？邐ｒ－，逡逑Ｈ丨：：ｃ＞邐備‘逡逑工！言‘；ｋ．：逡逑（ａ）邐（ｂ）邐（ｃ）逡逑圖１．３空間功率合成的三種形式逡逑（ａ）準光功率合成（ｂ）波導內空間功率合成（ｃ）自由空間功率合成逡逑１．３邋３毫米功率合成技術研宄進展逡逑毫米波功率合成技術自二十世紀六十年代產(chǎn)生后，受到國內外相關研究人員的廣泛逡逑關注。經(jīng)過近６０年的發(fā)展，毫米波功率合成技術的研宄獲得了長足的發(fā)展，尤其是２１逡逑世紀后，３毫米波段功率合成技術獲得了眾多具有突破性的進展，這些成果被廣泛應用逡逑于雷達制導、通信系統(tǒng)、電子對抗等眾多領域中。相對于國外，國內對３毫米波段功率逡逑合成技術研宄起步較晚，并且國內技術條件相對落后，國外對我國在３毫米波段功率合逡逑成技術進行封鎖，導致了國內與國外存在較大的差距。逡逑１．３．１邋３毫米波段功率合成網(wǎng)絡國外研宄動態(tài)逡逑２００９年
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN73

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 吳濤;唐小宏;;W波段雙路相參功率合成技術的研究[J];微波學報;2008年04期

相關碩士學位論文 前2條

1 周磊;V和W波段功率合成技術研究[D];電子科技大學;2012年

2 崔白彬;Ka波段固態(tài)功率合成放大器的研制[D];電子科技大學;2008年

本文編號：2656264