论文部分内容阅读
本文针对卫星通信对毫米波功率放大器的需求,提出了一种V波段功率合成放大器设计方案,并通过仿真及测试工作验证该方案的可行性。首先,在综合考虑行波管与固态放大器的性能及广泛调研各种功率合成方式的基础上,选择以高功率功放芯片为基本单元电路,结合高效、低损耗的基于径向波导功率合成网络实现V波段的大功率输出。该方案具有低损耗、一次合成多路、幅相一致性好等显著优点。其次,本文提出了两种矩形波导-圆波导TE01模式转换器方案。方案一在传统Marie型模式转换器基础上提出了一种V波段基于模式渐变原理的Marie型模式转换器。其仿真结果显示,在50-75GHz范围内,S11在-25dB以下,对圆波导其他低次模的抑制达40dB。方案二为一种易于加工的基于E面T型结馈电网络的模式转换器。仿真结果显示,在52-68GHz内,回波损耗低于-19dB,对其他低次模的抑制达到30dB。加工测试结果验证了该模式转换器的可行性,并对如何拓展其带宽进行了讨论。接着,本文提出了一种基于圆波导的16路径向功率合成网络的设计。仿真结果显示在50-75GHz范围内,回波损耗基本在-20dB以下。与模式转换器级联,仿真结果显示在52-68GHz内,回波损耗基本低于-17dB。加工测试结果验证了该径向功率分配/合成器的可行性,并对如何改善端口间隔离进行了讨论。最后,本文设计了一款基于脊波导过渡的V波段微带-矩形波导转换结构。仿真结果显示,在整个V波段该过渡结构S11低于-20dB。本文加工并测试了该转换器背靠背结构,并与有源单片结合,加工测试结果验证了可行性。本文通过V波段功率合成放大器的研究,重点解决了波导模式转换、多路径向波导功率合成技术、微带-波导过渡等关键技术研究。