【摘要】：當(dāng)前,以通信系統(tǒng)與雷達(dá)系統(tǒng)為代表的現(xiàn)代電子系統(tǒng)中,寬帶波導(dǎo)功分網(wǎng)絡(luò)是其中必不可少的核心組成單元,在構(gòu)建天線陣列饋電網(wǎng)絡(luò),多通道收發(fā)組件等系統(tǒng)時(shí)均扮演著舉足輕重的作用,尤其在固態(tài)功率放大器應(yīng)用中,功率分配合成網(wǎng)絡(luò)的工作帶寬、插入損耗、輸出端口間幅度和相位的一致性以及隔離度等特性是實(shí)現(xiàn)固態(tài)高功率分配合成組件的關(guān)鍵所在,同時(shí)也是衡量一個(gè)功率分配合成網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)劣的指標(biāo)所在。本文首先分析了實(shí)際工程應(yīng)用中經(jīng)典的組成波導(dǎo)功分網(wǎng)絡(luò)的基本單元,并在此基礎(chǔ)上提出了一種新穎的寬帶五端口波導(dǎo)功率分配合成結(jié)構(gòu)。該功率分配合成結(jié)構(gòu)具有工作帶寬寬,輸出端口間的幅相一致性和隔離度高以及加工裝配簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。基于該創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的寬帶波導(dǎo)功率分配合成網(wǎng)絡(luò)很好的解決了網(wǎng)絡(luò)輸出端口間相位和幅度一致性以及高隔離度的技術(shù)難題。針對(duì)本論文提出的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)以及對(duì)寬帶波導(dǎo)功率分配合成網(wǎng)絡(luò)的研究,本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:第一,研究了國(guó)內(nèi)外寬帶波導(dǎo)功率分配合成網(wǎng)絡(luò)器件的研究現(xiàn)狀及研究進(jìn)展,詳細(xì)分析了實(shí)際工程中常用于設(shè)計(jì)功率分配網(wǎng)絡(luò)的四端口器件網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣特性。并針對(duì)基于波導(dǎo)窄邊裂縫耦合的四端口Riblet耦合器和六端口波導(dǎo)耦合器進(jìn)行了基本的理論分析。進(jìn)而在此基礎(chǔ)上,提出了一種結(jié)構(gòu)新穎的五端口波導(dǎo)功率分配合成結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行了基本的原理分析。第二,基于前文的理論研究方法,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款窄帶(12.2%)一分二的波導(dǎo)功率分配合成單元,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明,在31GHz-35GHz的工作帶寬內(nèi),該結(jié)構(gòu)的插入損耗小于0.2dB,輸入端口反射系數(shù)優(yōu)于20dB,輸出端口間的幅度和相位不平衡度優(yōu)于±0.1dB和±0.7°,隔離度優(yōu)于17dB。并根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)窄帶單元進(jìn)行了改進(jìn),研制了一款工作在Ka波段寬帶(21.2%)一分二功率分配合成單元第三,在前文研制的一分二波導(dǎo)功率分配合成單元的研究基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款2n型一分八寬帶波導(dǎo)功率分配合成網(wǎng)絡(luò),實(shí)測(cè)結(jié)果表明,在21%的相對(duì)帶寬內(nèi),該波導(dǎo)功率分配合成網(wǎng)絡(luò)的插損小于0.35dB,輸入輸出端口的反射系數(shù)優(yōu)于15dB,輸出端口間的幅度和相位的不平衡度優(yōu)于±0.2dB和±1.5°,隔離度高于17dB�；谠撘环职司W(wǎng)絡(luò)的實(shí)測(cè)結(jié)果,研制了一款非2n型的一分十波導(dǎo)功分網(wǎng)絡(luò)。最后,對(duì)本論文所做的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了總結(jié),以及對(duì)今后的研究工作和方向進(jìn)行了展望。
[Abstract]:At present, in the modern electronic system represented by communication system and radar system, wideband waveguide power distribution network is the essential component unit, and the antenna array feed network is constructed. Multi-channel transceiver modules play an important role in systems, especially in solid-state power amplifier applications, power distribution synthesis network bandwidth, insertion loss, The characteristics of amplitude and phase consistency and isolation between output ports are the key to realize the solid-state high-power distribution synthesis module, and are also the index to evaluate the performance of a power distribution synthesis network. In this paper, the basic elements of the classical waveguide power distribution network in practical engineering applications are analyzed, and a novel broadband five-port waveguide power distribution composite structure is proposed. The power distribution synthesis structure has the advantages of wide working bandwidth, high amplitude-phase consistency and isolation between output ports, and simple processing and assembly. The wideband waveguide power distribution synthesis network based on this innovative structure solves the technical problems of phase and amplitude consistency and high isolation between the output ports of the network. The main contents of this thesis are as follows: first, the main contents of this thesis are as follows: In this paper, the research status and progress of broadband waveguide power distribution synthesis network devices at home and abroad are studied, and the scattering matrix characteristics of four-port device networks, which are often used to design power distribution networks in practical engineering, are analyzed in detail. The basic theoretical analysis of four-port Riblet coupler and six-port waveguide coupler based on waveguide narrow-side crack coupling is presented. On the basis of this, a novel five-port waveguide power distribution synthesis structure is proposed and its basic principle is analyzed. Secondly, based on the previous theoretical research method, a waveguide power distribution synthesis unit with a narrow band (12.2%) is designed and implemented. The measured data show that the insertion loss of the structure is less than 0.2 dB in the operating bandwidth of 31GHz-35GHz. The reflection coefficient of the input port is better than 20 dB, the amplitude and phase imbalance between the output ports is better than 鹵0.1dB and 鹵0.7 擄, and the isolation is better than 17 dB. According to the measured results, the narrowband unit is improved, and a Ka broadband (21.2%) 1 / 2 power distribution synthesizer is developed, which is based on the research of the 1 / 2 waveguide power distribution synthesizer, which has been developed in the previous paper. A 2n type one-eight wideband waveguide power distribution composite network is designed and implemented. The measured results show that the insertion loss of the waveguide power distribution synthesis network is less than 0.35 dB, and the reflection coefficient of the input and output ports is better than 15 dB. The unbalance of amplitude and phase between the output ports is better than 鹵0.2dB and 鹵1.5 擄, and the isolation is higher than 17 dB. Based on the measured results of the sub-eight network, a non-2n type one-tenth-waveguide power distribution network is developed. Finally, the research content of this paper is summarized, and the future research work and direction are prospected.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN814

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本文編號(hào)：2370479