【摘要】：隨著3毫米波系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、電子對抗等眾多領(lǐng)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(luò)具有重要意義。本文首先介紹了功率合成網(wǎng)絡(luò)的基本指標(biāo),并對二進(jìn)制功率合成技術(shù)的合成效率進(jìn)行分析。然后以矩形波導(dǎo)、脊波導(dǎo)、脊間隙波導(dǎo)的基本理論為基礎(chǔ),設(shè)計了基于脊間隙波導(dǎo)的功率合成網(wǎng)絡(luò)與基于脊波導(dǎo)探針耦合的波導(dǎo)共面魔T的功率合成網(wǎng)絡(luò)。本文的主要研究成果如下:(1)設(shè)計了 3毫米波段基于脊間隙波導(dǎo)兩路功率合成網(wǎng)絡(luò),并加工了基于脊間隙波導(dǎo)兩路功率合成網(wǎng)絡(luò)的背對背結(jié)構(gòu)。測試結(jié)果顯示:在75GHz-110GHz頻帶內(nèi),輸入、輸出回波損耗優(yōu)于-15dB,插入損耗小于1.2dB。(2)設(shè)計并分別加工了 3毫米波段基于脊波導(dǎo)探針耦合的波導(dǎo)共面魔T兩路/四路功率合成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。測試結(jié)果顯示:在75GHz-110GHz頻帶內(nèi),兩路功率合成網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(dǎo)-微帶探針理論,研制了 3毫米波段波導(dǎo)探針結(jié)構(gòu),仿真結(jié)果顯示:在75GHz-110GHz頻帶內(nèi),端口的回波損耗優(yōu)于-22dB,插入損耗優(yōu)于0.12dB。設(shè)計并加工了單路功率放大器模塊,測試結(jié)果顯示:在92GHz-96GHz頻帶內(nèi),最大增益為:18.17dB@92.5GHz,最大輸出功率為:23.14dBm@92.2GHz。基于脊波導(dǎo)探針耦合的波導(dǎo)共面魔T功率合成網(wǎng)絡(luò),設(shè)計并加工了3毫米波段功率合成放大器,測試結(jié)果顯示:在92GHz-96GHz頻帶內(nèi),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(qiáng)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(qiáng)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(yīng)的中心頻率分別為：３５ＧＨｚ，邋９４ＧＨｚ，邋１４０ＧＨｚ，邋２００ＧＨｚ，相對應(yīng)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(qiáng)、傳播距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。中逡逑心頻率為９４ＧＨｚ，對應(yīng)的波長為３毫米，對應(yīng)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(shù)常常應(yīng)用于較大規(guī)模的功率合成網(wǎng)絡(luò)中�？臻g功率合成形逡逑式通常分為三類［｜３］：邋（１）準(zhǔn)光功率合成技術(shù)；（２）波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成技術(shù)；（３）自由空間逡逑功率合成技術(shù)。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(zhǔn)光功率合成（ｂ）波導(dǎo)內(nèi)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(shù)研宄進(jìn)展逡逑毫米波功率合成技術(shù)自二十世紀(jì)六十年代產(chǎn)生后，受到國內(nèi)外相關(guān)研究人員的廣泛逡逑關(guān)注。經(jīng)過近６０年的發(fā)展，毫米波功率合成技術(shù)的研宄獲得了長足的發(fā)展，尤其是２１逡逑世紀(jì)后，３毫米波段功率合成技術(shù)獲得了眾多具有突破性的進(jìn)展，這些成果被廣泛應(yīng)用逡逑于雷達(dá)制導(dǎo)、通信系統(tǒng)、電子對抗等眾多領(lǐng)域中。相對于國外，國內(nèi)對３毫米波段功率逡逑合成技術(shù)研宄起步較晚，并且國內(nèi)技術(shù)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(shù)進(jìn)行封鎖，導(dǎo)致了國內(nèi)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(luò)國外研宄動態(tài)逡逑２００９年
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN73

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)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(shù)的研究[J];微波學(xué)報;2008年04期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 周磊;V和W波段功率合成技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);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(xué);2008年

本文編號：2656264