3-节滤波器型π-模双间隙腔加载同轴-矩形波导输出电路研究

该文提出了一种适合于低频段中等功率的宽带速调管的新型3-节滤波器型输出电路—π-模双间隙腔加载同轴-矩形波导输出电路,并对输出电路的性能以及各部分结构对输出腔间隙阻抗的影响规律进行详细研究。研究结果表明,同轴-矩形波导混合型输出电路不仅克服了低频段宽带速调管中输出波导尺寸太大而影响聚焦系统的困难,有利于提高电子注通过率和整管效率,同时还具有很好的输出带宽潜力和良好的高功率承受能力。

一种Ka波段宽带波导-微带转换器的研制

本文提出了一种宽带的波导微带转换器设计方法。利用高频仿真软件HFSS设计了工作频率覆盖ka波段的波导-微带过渡结构。与以往的波导-微带过渡结构相比,这种结构具有宽频带、气密性好、易于加工集成等优点。矢量网络分析仪对样品的测试结果表明,设计的转换器在ka频段26.5GHz—40GHz频率范围内,插入损耗小于0.5d B,端口驻波小于1.4。

基于波导合成高效高功率密度Ku波段功放

提出了一种基于BB180波导电桥合成器与波导微带双探针相结合的Ku波段高效空间合成方案,波导合成实现了高效率,波导微带双探针结构实现功率模块的叠层安装,在Ku波段通过二者的结合实现了高功率密度。首先利用HFSS软件分析波导合成器和波导微带双探针模型,给出了仿真结果。在工程设计中采用GaN功率芯片构成放大器小模块单元,输出峰值功率25W。功放采用8个模块单元合成,在Ku波段合成饱和输出180W峰值功率(19%占空比),合成效率超过85%,附加效率高于25%,功率密度达到0.135W/cm3,实现了Ku波段微波高效合成与高功率密度输出。

星载Q频段发射变频放大电路的研制

为了适应卫星通信向毫米波高频段快速发展的需求,设计实现了一款星载Q频段发射变频放大电路组件。首先,给出了发射变频放大电路的原理框图,通过优化电路布局将信号变频放大电路和本振信号倍频电路高度集成在一个组件内部,实现了组件的集成化和小型化,降低了电路的研制成本。其次,对发射变频放大电路组件的宽带特性进行优化设计,通过优化微带互联线的宽带阻抗匹配网络,同时采用加载短截线的方法增大波导-同轴-微带探针的工作带宽,有效地改善了发射变频放大电路在宽带内的增益平坦度特性。最后,对金属腔体和电源电路进行优化设计,提高电路的稳定性和可靠性。完成发射变频放大电路的加工测试并给出测试结果,整机联调验证后在型号任务中推广应用。

Ka频段160 W固态功率放大器的研制

针对Ka频段固态功率放大器合成芯片数量多及产品体积大等问题,介绍了一种八路合成的Ka频段160 W固态功率放大器。功放采用波导-微带双探针和基于微带-魔T的波导功率分配/合成器,将8个GaN功放芯片加以合成,最终实现在27.0 GHz~31.0 GHz工作频带内,连续波输出160 W以上的功率信号,利用模拟预失真器使整机三阶互调指标优于-31 dBc,指标优良。功放输出波导采用标准WR-28接口,具有完善的监控和保护措施,可靠性高,适用于卫星通信等发射系统。

Ka频段矩形波导——微带转换结构

提出了一种波导到微带过渡结构的同轴探针过渡。该结构具有结构紧凑、频带宽、密封性好等优点，可以满足实际工程中对矩形波导输入口不同极化方向的要求，其波导输出端口以同轴探针为中心任意角度旋转，为射频系统工程师提供更灵活的设计方案。利用Advanced Design System（ADS）对提取电路进行了电路仿真，并与CST Microwave Studio（CST）场仿真结果进行了对比，证明了电路提取的正确性。设计加工了一对背靠背的电路进行测试，在28.8～40 GHz频段内插入损耗小于2.28 dB，回波损耗大于7.8 dB。

W波段16路波导功率合成器结构设计与仿真

设计了一种W波段波导空间混合结构的16路功率合成器,该功率合成器结合了波导径向功率合成结构和波导二进制合成结构的优点,将16路分波导端口等分在2个对称放置的8路径向合成结构中。2个8路径向结构通过波导-双同轴探针功分器合为一路,每个8路径向结构中,同轴与分波导端口之间通过锥形台渐变结构,实现了波导与同轴之间的阻抗匹配。仿真显示,该设计在88~102 GHz范围内,整体结构插损小于0.5 dB,回波损耗优于16 dB。该功率合成器合成效率高、损耗低、结构紧凑。

0.2～2.5 GHz改进型超宽带双脊喇叭天线的设计与实现

同轴-双脊转换结构是超宽带双脊喇叭天线设计的重点,它不仅能影响天线的驻波特性,也会影响天线的辐射特性。设计了一款用于电磁兼容测试的0.2-2.5 GHz超宽带双脊喇叭天线,采用了新的同轴-脊波导转换结构,改善了天线的驻波特性和增益特性。采用HFSS软件对天线进行建模和仿真,仿真结果表明天线在0.2-2.5 GHz频带内具有良好的驻波,其值小于2.2,同时天线方向图在高频时未发生波瓣分裂,最后加工制作天线实物并对其参数进行测量,测试结果与仿真结果基本一致。

S波段超大功率固态合成功放的研究

文中介绍了一种新型S波段超大功率合成固态功放。针对万瓦级脉冲固态功放的使用需求,采用小型化微带合成技术和高效空间波导合成技术,设计了具有双同轴探针结构的E面波导T型合成器,在300 MHz的带宽内,回波损耗均小于-23 dB,频带内信号插损小于0.05 dB。实测过程中,功放输出的脉冲功率峰值可达77.5 dBm(55 kW),功率平坦度小于0.5 dB,小信号功率增益不低于60 dB,最大脉冲宽度5μs,工作比2‰,波导合成效率大于90%。该功放实现了16路自研4500 W末级功率管的高效功率合成,研究和解决了超大功率下的波导内场强击穿问题。

Ku频段80W连续波空间功率合成放大器设计

提出一种基于WR-140波导功分/合成器与波导-微带双探针过渡相结合的高效空间功率合成方案,并采用GaAsMMIC为推动放大级,MFET为末级功率放大器的两级放大结构,在15.7～16.2GHz频率范围内合成了饱和最大44W连续波功率。接着,采用一种具有渐变匹配结构的宽带波导功分/合成器将两个上述功放模块合成,在15.7～16.2GHz频率范围内实现了饱和最大82W连续波功率输出,合成效率最高达85%,附加效率高于14.5%,在Ku频段实现了高效合成与大功率连续波输出。

Ku频段高效50W连续波空间功率合成放大器

设计了一种基于WR-140波导功分/合成器与波导-微带双探针过渡相结合的高效空间功率合成网络,采用4个GaAs MMIC为推动放大级、4个MFET为末级的合成功率放大器,在14.0-14.5 GHz频率范围内,最大饱和连续波输出功率56 W,合成效率高于86%,附加效率最高达23%。该合成器结构紧凑,扩展性好。

Ku波段80W固态功率合成放大器的设计

利用波导电桥和微带双探针设计了一种Ku波段80 W固态功率放大器。波导电桥用于提高合成通道间的隔离度,波导-微带双探针则可提高模块集成度,从而实现了高密度集成下的大功率输出。该功率放大器在13.5～14.5 GHz频率范围内可实现80 W脉冲功率输出,且合成效率高于81％,附加效率高于25％。