本文關鍵詞：W波段功率合成技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：功率分配/合成器已成為現代雷達和通信發(fā)射系統(tǒng)中功率放大器不可或缺的關鍵元件,為了能夠靈活地與MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit)功放進行芯片式級聯匹配,實現芯片化集成、寬頻帶高功率輸出,本文設計制作了W波段芯片化功率合成器,并進行測試分析,論文所做的主要內容及結果如下:本文闡述了W波段功率合成技術的發(fā)展與應用,對微帶傳輸線、共面波導、波導的傳輸特性進行了詳細介紹,重點對微帶分支電橋、威爾金森功分器等無源器件進行仿真分析,同時研究了一些常用的過渡結構。研究了W波段功率合成的基本原理與典型的功率分配/合成框架結構,采用電磁仿真軟件ADS、HFSS對W波段兩路功率分配/合成系統(tǒng)進行了芯片化設計,研制出芯片式的石英介質威爾金森功分器、合成器,芯片尺寸:2.54×3.97mm,在片測試結果顯示:在中心頻率110GHz處,功率分配器和合成器對接后形成的無源網絡的S21=-2.29dB、S11=-21.93dB,在107GHz~112GHz頻帶內回波損耗小于-15dB。根據MMIC功放芯片參數在ADS中建立的等效電路模型,將威爾金森功率分配/合成網絡芯片與相應頻段的兩個MMIC功放芯片進行了級聯、整體設計仿真與優(yōu)化,并對兩個MMIC功放芯片偏置電路中的電容、電阻進行了合理布局設計,首次在MoCu載體上實現了芯片化、集成化、小型化的W波段兩路功率合成放大器,對設計研制的石英介質威爾金森功率分配/合成器芯片進行了實際應用驗證,研制的W波段功率合成放大器尺寸為8.85×6.55mm,在95GHz實現了輸出功率為300mW、合成效率為83.74%,在106GHz實現了輸出功率為202mW、合成效率為78.33%。實際測試與仿真結果較為一致,證實了本文的設計的正確性和工藝技術的可行性。用同樣思路設計了中心頻率為95GHz的四路功率分配/合成網絡,并且進行了建模仿真。本文研制的芯片化W波段功率分配/合成器可利用微電子工藝線進行批量加工生產及應用,具有加工精度高、體積小、成本低的優(yōu)點,可應用于新一代小型化、高效能的毫米波雷達和通信系統(tǒng)。
【關鍵詞】：功率分配器 功率合成器 W波段 芯片化 MMIC
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN73
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 選題背景及W波段功率合成的目的和意義8-10
• 1.2 W波段功率合成技術的研究動態(tài)10-16
• 1.2.1 國外研究動態(tài)10-12
• 1.2.2 國內研究動態(tài)12-16
• 1.3 本文的主要工作與創(chuàng)新點16-19
• 1.3.1 本文的研究思路16
• 1.3.2 本文的主要研究內容16-17
• 1.3.3 本文的主要創(chuàng)新點17-19
• 第二章 W波段功率合成放大技術的理論基礎19-27
• 2.1 W波段功率合成技術介紹19
• 2.2 功率合成效率分析19-26
• 2.2.1 合成效率的分析與計算20-22
• 2.2.2 幅相不平衡度對合成效率的影響22-24
• 2.2.3 損耗及合成級數對合成效率的影響24-26
• 2.3 本章小結26-27
• 第三章 W波段功率分配/合成網絡設計與研制27-53
• 3.1 微帶線的傳輸特性28-31
• 3.1.1 微帶線中的模式30
• 3.1.2 微帶線的高次模30-31
• 3.1.3 微帶線的損耗31
• 3.2 功分器的基本指標31-32
• 3.3 介質基片的選取32-33
• 3.4 微帶分支電橋33-36
• 3.4.1 分支電橋基本理論33-34
• 3.4.2 建模與仿真34-36
• 3.5 微帶威爾金森功分器36-40
• 3.5.1 威爾金森功分器基本原理36
• 3.5.2 建模與仿真36-40
• 3.6 共面波導40-43
• 3.6.1 共面波導理論40-41
• 3.6.2 共面波導-微帶線過渡結構41-43
• 3.7 工藝流片與測試43-51
• 3.7.1 工藝流片43-46
• 3.7.2 測試與分析46-51
• 3.8 本章小結51-53
• 第四章 W波段功率合成放大器設計與研制53-67
• 4.1 功率合成放大器總體方案設計53
• 4.2 功放芯片選取53-55
• 4.3 功率合成放大器無源網絡55-56
• 4.4 功率合成放大器芯片集成布局設計及裝配56-57
• 4.5 功率合成放大器在片測試57-60
• 4.5.1 功率合成放大器小信號增益測試58
• 4.5.2 功率合成放大器功率測試58-59
• 4.5.3 測試結果和合成效率計算59-60
• 4.6 直流偏置設計60-61
• 4.7 波導-微帶過渡結構61-65
• 4.7.1 波導-微帶過渡結構的分類61-62
• 4.7.2 波導-微帶探針過渡結構62-65
• 4.8 腔體的設計65-67
• 第五章 結論與展望67-69
• 5.1 主要結論67
• 5.2 工作展望67-69
• 參考文獻69-72
• 在學期間的研究成果72-73
• 致謝73

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  本文關鍵詞：W波段功率合成技術研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：360896