波导空间功率分配/合成器的分析与仿真设计

提出了一种新型毫米波波导内空间功率分配/合成器结构,并通过CST软件分析了该结构中的物理参数对结构性能的影响,最后仿真设计了一最优化的Ka波段空间功率分配/合成器,结果表明在设计频带范围内,分配/合成器具有较小的插入损耗和回波损耗,可以应用于毫米波空间功率合成放大器的设计中。

一种基于功率合成器和功率分配器的2.45 GHz功率放大器

当前功率放大器在输出效率、输出功率以及线性度等方面不能很好地兼顾,针对这一问题,在三级级联放大方法的基础上,提出了一种基于功率合成器和功率分配器的AB类射频功率放大器。针对线性度和增益的问题,带通匹配和T型网络匹配技术对前置驱动级电路进行了优化设计;利用功率合成技术解决了末级放大器输出功率过大的问题,并且使功率放大器的稳定性和效率得到了保证。为防止功放的温度过高,对功率放大器腔体进行了热特性分析,最高温度为81℃,可以使功放得到良好的降温。在室温测试环境下,当中心频点为2.45 GHz时,射频功率放大器的输出功率为47 dBm,放大增益为42 dB,最大功率附加效率大于45%。测试结果与仿真结果相近,为后续放大器的研究与设计提供了一定的指导。

一种新型宽带多路空间功率分配／合成器仿真设计

文章基于空间径向波导中心对称结构，进行了理论分析，提出了一种结构新颖的背靠背毫米波频段的24路空间微波功率分配／合成器设计方法，并进行了电磁场软件仿真。仿真结果显示，工作带宽在22GHz-27GHz，相对带宽大于24％，插入损耗最大1．6dB，回波损耗最小15dB，考虑到单个波导同轴转换带来的至少0．2dB损耗，则单个功率分配器或合成器的损耗最大仅0．5dB．该功率分配／合成器不仅具有宽工作带宽，低插入损耗和高输出功率等优点，而且结构紧凑，体积小，功率合成效率高，在未来宽带空间大功率合成应用领域有着很好的应用前景。

宽带基片集成裂缝波导空间功率合成器

谐振式裂缝波导空间功率合成器,尽管有较高的合成效率,然而其狭窄的工作带宽(3 dB相对带宽不到5%)、繁琐的机械加工工艺和笨重的体积等缺点,极大地限制了它的进一步应用。为了克服以上缺点,采用行波技术和基片集成波导(SIW)技术,研制出了轻便的宽带基片集成裂缝波导空间功率合成器,它的相对工作带宽可达到30%以上,加工工艺为传统的平面工艺,其尺寸、重量和加工成本大幅减小,加工精度和生产效率大幅提高。

基于薄膜电阻的波导E-T结功率分配/合成器

单个器件输出功率不满足系统要求时,功率合成技术是提高系统输出功率的有效方法.本文详细研究了基于薄膜电阻的波导E-T结功率分配/合成器,最终设计了一种新型的基于薄膜电阻的波导E-T结.该结构具有高隔离度、低插入损耗、小体积、宽频带等优点.通过合理设计薄膜电阻的长宽比,尽量增大薄膜电阻的面积,并且采用高导热的氮化铝陶瓷基板作为微带和薄膜电阻的介质基板,提高了基于薄膜电阻的波导E-T结承受的功率.利用三维电磁场仿真软件HFSS对其进行了建模仿真,加工的实物经过测试在25~34 GHz插入损耗小于0.2 d B,回波损耗优于-15 d B,隔离度优于10 d B.经对比,实测结果与仿真结果吻合,具有较好的工程应用价值.

一种新型波导基C波段空间功率合成器的设计和实现

介绍了一种新型波导基空间功率合成器的结构设计.采用优化的Klopfenstein型鳍状天线阵,制作实现了C波段(3.2～4.9GHz)2×3层空间功率合成器.器件的外部结构尺寸为70.12mm×98.44mm×160mm,内部集成了6只内匹配的砷化镓微波单片功率管.对该器件进行了功率合成特性的测试,实测性能指标为:在4.2GHz,该器件在连续波输入下线性增益为8.5dB,饱和输出功率为42.82dBm(19.1W),功率附加效率为25.3%,功率合成效率达到72.3%.

径向功率分配/合成器的设计

讨论一种多路径向功率分配／合成器的设计及其阻抗匹配问题，这种功率分配器和合成器合成效率高，是固态功率合成的理想途径。

高平衡性的宽带四路同相功率分配合成器

通过对一种宽带两路功率分配器的深入分析，导出了其传输线的最佳特性阻抗和平衡电阻的最佳值，并给出由两组这种电路组成的传输损耗小、高平衡性的宽带四路同相功率分配合成器的实际电路，最后列出按此电路制作的宽带分配合成器的几项主要指标的实测图表。

谐振式无电阻功率分配／合成器

研究了一种无隔离电阻的功率分配／合成器．利用圆形平面电路的边界条件解出网络的散射矩阵，并通过计算机辅助设计技术得到最优设计参数。在中心频率为１０ＧＨＺ的频段上，功率分配／合成器的隔离度为１９ｄＢ。

一种新型Ka频段功率合成器的设计

功率合成是获得大功率输出的一项重要技术。当单个器件输出功率受限时,要提高系统的输出功率,功率合成技术是一种有效解决此问题的方法。创新地提出了一种新型的3dB功率合成结构。这种新型结构避免了现有功率合成网络的许多缺点,既保持了较好的3dB功率分配又提高了两输出支路的隔离度。用这样的结构来研制功率放大器可以大大地提高其工作的稳定性和可靠性,能够对昂贵、脆弱的功率MMIC起到保护作用。

一种双脊波导耦合的Ka波段行波同相功率分配/合成器

介绍了一种基于双脊波导耦合的Ka波段行波功率分配／合成器。设计波导行波功率分配器的难点在于保持输出同相，这里通过优化等效电路的方法予以解决。合成器采用的新型脊波导耦合器具有低损耗、高功率容量以及装配简易的优点。最后，仿真、制作和测试了所提出的功率分配／合成器。在中心频率35GHz，15dB回波损耗带宽超过28‰在32～39GHz的频段上，幅度不平衡度最大为±1dB，且相位差小于±12°。

一种S波段八路串馈分配器/合成器设计

给出了串馈分配器/合成器的一种综合设计方法,设计了一种S波段八路串馈分配器/合成器,实测结果在10%频带内,八路幅度分配平衡度±0.3 d B,驻波小于1.3,插入损耗0.8d B,幅相一致性高,实测与仿真结果吻合良好。

一种K频段宽带24路微波功率合成器设计

基于空间径向波导中心对称结构,进行了一般理论分析,结合理论分析对24路空间功率合成器及背靠背功率分配/合成器进行了电磁场软件仿真。考虑实际测试方便,根据仿真计算结果进行了功率分配器与合成器背靠背一体化样件加工,并进行了测试,测试结果显示,工作带宽为22 GHz～27 GHz,相对带宽大于24%,插入损耗最大为1.6 d B,回波损耗小于15 d B。测试结果与仿真计算结果基本一致。该功率合成器不仅具有较宽的工作带宽,而且还具有插入损耗低,功率容量较高等优点,另外,该功率合成器体积小,结构紧凑,容易加工,在未来高功率雷达、电子对抗及微波通信等应用领域有着很好的应用前景。

TF520-10kW调频立体声广播发射机五分配合成器故障分析

TF520-10kW调频立体声广播发射机采用功率合成技术，在5kW功放中当l～2个1W放大单元出现故障，甚至两个5kW功率下降6dB的情况下仍可维持播出，为不间断广播创造了条件。五分配电路：由300W中间放大器送来的激励信号，首先送至五分配网络进行功率分配，经分配后的信号分别送至lkW功放进行放大。为了使五路合成时功率平衡，在五分配电路里设置了由电感、电容构成的调相电路以补偿五路放大电路因离散性造成的不平衡。

32路X波段径向波导空间功率合成系统研制

为突破单个固态功率器件在微波毫米波频段功率输出能力较低的限制,我们根据径向波导中主模TM00波电磁场的轴向对称性,提出了径向波导空间功率合成技术。并利用HFSS(高频电磁场仿真软件)和ADS(高级设计系统)软件,研制出了一款32路X波段径向波导空间功率合成系统。仿真和实验证明,从8.6GHz至12.3GHz,这种径向波导无源空间功率合成系统的插入损耗小于1dB,反射损耗小于-15dB,合成效率大于80%。

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。

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。

Ka波段波导二进制空间功率合成放大器

研制了一种连续波Ka波段二进制8路空间功率合成放大器,采用全波导分配/合成结构,结合了分支波导耦合器和空间功率合成技术,具有低损耗、高效率、驻波良好和结构紧凑的特点。在31～36GHz频率范围内,增益为17.5～19.5dB,连续饱和输出平均功率Pout≥10W,工作效率在全频段内大于13%,功率合成效率超过72.5%,最大合成效率超过90%。

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。