本文關(guān)鍵詞：W波段功率合成技術(shù)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(xiàn)代雷達(dá)和通信發(fā)射系統(tǒng)中功率放大器不可或缺的關(guān)鍵元件,為了能夠靈活地與MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit)功放進(jìn)行芯片式級(jí)聯(lián)匹配,實(shí)現(xiàn)芯片化集成、寬頻帶高功率輸出,本文設(shè)計(jì)制作了W波段芯片化功率合成器,并進(jìn)行測(cè)試分析,論文所做的主要內(nèi)容及結(jié)果如下:本文闡述了W波段功率合成技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,對(duì)微帶傳輸線、共面波導(dǎo)、波導(dǎo)的傳輸特性進(jìn)行了詳細(xì)介紹,重點(diǎn)對(duì)微帶分支電橋、威爾金森功分器等無(wú)源器件進(jìn)行仿真分析,同時(shí)研究了一些常用的過(guò)渡結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu),采用電磁仿真軟件ADS、HFSS對(duì)W波段兩路功率分配/合成系統(tǒng)進(jìn)行了芯片化設(shè)計(jì),研制出芯片式的石英介質(zhì)威爾金森功分器、合成器,芯片尺寸:2.54×3.97mm,在片測(cè)試結(jié)果顯示:在中心頻率110GHz處,功率分配器和合成器對(duì)接后形成的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的S21=-2.29dB、S11=-21.93dB,在107GHz~112GHz頻帶內(nèi)回波損耗小于-15dB。根據(jù)MMIC功放芯片參數(shù)在ADS中建立的等效電路模型,將威爾金森功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)芯片與相應(yīng)頻段的兩個(gè)MMIC功放芯片進(jìn)行了級(jí)聯(lián)、整體設(shè)計(jì)仿真與優(yōu)化,并對(duì)兩個(gè)MMIC功放芯片偏置電路中的電容、電阻進(jìn)行了合理布局設(shè)計(jì),首次在MoCu載體上實(shí)現(xiàn)了芯片化、集成化、小型化的W波段兩路功率合成放大器,對(duì)設(shè)計(jì)研制的石英介質(zhì)威爾金森功率分配/合成器芯片進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證,研制的W波段功率合成放大器尺寸為8.85×6.55mm,在95GHz實(shí)現(xiàn)了輸出功率為300mW、合成效率為83.74%,在106GHz實(shí)現(xiàn)了輸出功率為202mW、合成效率為78.33%。實(shí)際測(cè)試與仿真結(jié)果較為一致,證實(shí)了本文的設(shè)計(jì)的正確性和工藝技術(shù)的可行性。用同樣思路設(shè)計(jì)了中心頻率為95GHz的四路功率分配/合成網(wǎng)絡(luò),并且進(jìn)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(jìn)行批量加工生產(chǎn)及應(yīng)用,具有加工精度高、體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn),可應(yīng)用于新一代小型化、高效能的毫米波雷達(dá)和通信系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：功率分配器 功率合成器 W波段 芯片化 MMIC
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(shù)的研究動(dòng)態(tài)10-16
• 1.2.1 國(guó)外研究動(dòng)態(tài)10-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài)12-16
• 1.3 本文的主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)16-19
• 1.3.1 本文的研究思路16
• 1.3.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.3 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)17-19
• 第二章 W波段功率合成放大技術(shù)的理論基礎(chǔ)19-27
• 2.1 W波段功率合成技術(shù)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(jì)算20-22
• 2.2.2 幅相不平衡度對(duì)合成效率的影響22-24
• 2.2.3 損耗及合成級(jí)數(shù)對(duì)合成效率的影響24-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 W波段功率分配/合成網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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(biāo)31-32
• 3.3 介質(zhì)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(dǎo)40-43
• 3.6.1 共面波導(dǎo)理論40-41
• 3.6.2 共面波導(dǎo)-微帶線過(guò)渡結(jié)構(gòu)41-43
• 3.7 工藝流片與測(cè)試43-51
• 3.7.1 工藝流片43-46
• 3.7.2 測(cè)試與分析46-51
• 3.8 本章小結(jié)51-53
• 第四章 W波段功率合成放大器設(shè)計(jì)與研制53-67
• 4.1 功率合成放大器總體方案設(shè)計(jì)53
• 4.2 功放芯片選取53-55
• 4.3 功率合成放大器無(wú)源網(wǎng)絡(luò)55-56
• 4.4 功率合成放大器芯片集成布局設(shè)計(jì)及裝配56-57
• 4.5 功率合成放大器在片測(cè)試57-60
• 4.5.1 功率合成放大器小信號(hào)增益測(cè)試58
• 4.5.2 功率合成放大器功率測(cè)試58-59
• 4.5.3 測(cè)試結(jié)果和合成效率計(jì)算59-60
• 4.6 直流偏置設(shè)計(jì)60-61
• 4.7 波導(dǎo)-微帶過(guò)渡結(jié)構(gòu)61-65
• 4.7.1 波導(dǎo)-微帶過(guò)渡結(jié)構(gòu)的分類(lèi)61-62
• 4.7.2 波導(dǎo)-微帶探針過(guò)渡結(jié)構(gòu)62-65
• 4.8 腔體的設(shè)計(jì)65-67
• 第五章 結(jié)論與展望67-69
• 5.1 主要結(jié)論67
• 5.2 工作展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 在學(xué)期間的研究成果72-73
• 致謝73

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1 劉玲;;功率合成技術(shù)[J];內(nèi)蒙古廣播與電視技術(shù);2004年01期

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3 馮軍;關(guān)于功率合成技術(shù)的探討[J];電工教學(xué);1992年02期

4 張洋;電子戰(zhàn)功率合成技術(shù)原理及應(yīng)用[J];電子對(duì)抗技術(shù);1997年03期

5 ;固態(tài)功率合成技術(shù)[J];現(xiàn)代電子;1997年02期

6 潘誼春,冷毅;一種基于功率合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)用小型發(fā)射機(jī)[J];空軍雷達(dá)學(xué)院學(xué)報(bào);2001年03期

7 劉思闊;王晶;李鵬;;空間對(duì)抗中的功率合成技術(shù)[J];電子信息對(duì)抗技術(shù);2008年02期

8 張洋;;寬帶功率合成技術(shù)的發(fā)展綜述[J];電子信息對(duì)抗技術(shù);2008年06期

9 T.T.哈;李國(guó)金;;微波功率合成技術(shù)[J];國(guó)外艦船技術(shù).雷達(dá)與對(duì)抗;1984年08期

10 江志浩;蔡德榮;王孜;;空間功率合成技術(shù)的合成效率問(wèn)題研究[J];無(wú)線電通信技術(shù);2008年02期

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1 楊春;竇文斌;崔奉云;李相森;李林翠;唐先發(fā);李彪;;毫米波準(zhǔn)光功率合成技術(shù)研究[A];2009年全國(guó)天線年會(huì)論文集（下）[C];2009年

2 周濤;劉述章;;毫米波微波波導(dǎo)內(nèi)空間功率合成技術(shù)及其發(fā)展[A];2001年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集[C];2001年

3 尹力;文光俊;李家胤;徐建華;;高功率微波功率合成技術(shù)研究進(jìn)展[A];四川省電子學(xué)會(huì)高能電子學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第四屆學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

4 李建;文光俊;金海炎;;一種新型四路毫米波空間功率合成技術(shù)[A];2009年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2009年

5 葛家龍;林住集;;Y分支耦合介質(zhì)波導(dǎo)陣列毫米空間功率合成技術(shù)研究[A];1993年全國(guó)微波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];1993年

6 朱海帆;管玉靜;甘體國(guó);;Ka波段開(kāi)槽波導(dǎo)功率合成技術(shù)[A];中國(guó)雷達(dá)行業(yè)協(xié)會(huì)航空電子分會(huì)暨四川省電子學(xué)會(huì)航空航天專(zhuān)委會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

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1 宋開(kāi)軍;基于波導(dǎo)的微波毫米波空間功率合成技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2007年

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1 邱宇峰;毫米波單片功率放大器片內(nèi)功率合成技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

2 胡海;基于SIW的W波段毫米波功率合成技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

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4 劉子奕;W波段功率合成技術(shù)研究[D];蘭州大學(xué);2016年

5 姜浦;毫米波空間功率合成技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2007年

6 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

7 孫明;8毫米波段功率合成技術(shù)[D];南京理工大學(xué);2007年

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10 陳俊陶;8毫米頻段固態(tài)功率合成技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：W波段功率合成技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：360896