Ka波段行波管放大器应用16APSK调制信号研究

根据卫星Ka波段数传通道子系统高速传输2Gbps信息速率需求,数传调制方案拟选择16APSK调制方式,需研究Ka波段行波管放大器功率放大输出时非线性失真对16APSK调制信号解调影响。

Ka波段低电压回旋行波管放大器研究

低电压回旋行波管放大器的工作电压取得较低,从而降低了电极间耐压难度,具有广阔的应用前景。本文通过对周期介质加载结构的Ka波段低电压回旋行波管高频结构、模式竞争以及注波互作用研究,确定了Ka波段低电压回旋行波放大器的基本工作参数,通过PIC模拟计算,在电子注电压为45kV,注电流为6A时,获得了大于77kW的输出功率,超过40dB的增益。

Ka波段连续波9 W GaN功率放大器

本文研制了一款采用0.15μm碳化硅基氮化镓功率MMIC工艺的Ka波段连续波功率放大器芯片。功率放大器采用了3级共源级联结构。输出级采用了16个晶体管进行功率合成,有效地分散了热分布,输出匹配网络采用低损耗拓扑架构,保证了输出功率与附加效率。级间匹配采用了最大增益匹配,同时兼顾了小信号增益平坦度。在28 GHz~30 GHz内,小信号增益为25 dB,28 V偏置电压下连续波输出功率大于39 dBm,功率增益为17 dB,附加效率大于25%,热阻为1.41℃/W。输出功率为35 dBm时,IMD 3小于-25 dBc,芯片面积为3.0 mm×3.1 mm。

利用行波管放大器产生微波波段拍波实验

介绍了一种先利用初级源进行小功率合成产生微波波段拍波 ,然后再用单只行波管放大器进行功率放大产生较高功率微波波段拍波脉冲的方法 ,目的在于为高功率微波效应研究提供方便、实用的拍波效应源。实验结果显示 :利用单只行波管放大器可以在微波波段产生拍频为 1MHz～几百MHz的拍波 ,并可以调节两个频率分量在总输出中的功率比例 ,实验获取的拍波脉冲输出功率为 2kW ,脉冲重复频率为 10kHz。实践证明 ,这种方法可以满足部分高功率微波拍波效应研究的需要 。

W波段二次谐波回旋行波管放大器

采用谐波工作的回旋管互作用磁场比基波磁场降低了1/s,可降低整管磁场设计难度,具有较大的应用前景。通过对W波段二次谐波回旋行波管高频介质加载结构、模式竞争和注波互作用研究,确定了该放大器的工作参数。非线性模拟表明,当应用100 k V,20 A,α=1.2的电子注时,该回旋管可在91 GHz频率处产生465 k W的输出功率和49 d B的增益结果。并且,基于耦合波理论,讨论了一个轴对称半径微扰的TE02~TE01输出模式变换器,效率在95%以上时,其带宽达到4 GHz。

W波段回旋行波管放大器速度零散的分析

通过包含速度零散影响的回旋行波管放大器的非线性理论模型,以W波段两段结构回旋行波管放大器为例,详细分析了速度零散对放大器电子注—波互作用的影响.模拟结果表明,通过合理地调整互作用长度,减小电子横纵速度比、调节工作磁场等方法可以有效地减小速度零散的影响,对回旋行波管放大器的优化设计提供了理论依据.

Ka波段三段损耗波导结构二次谐波回旋行波放大器的模拟与设计

研究了一种具有多段损耗波导结构的8mm二次谐波回旋行波放大器.通过稳定性分析,确定了放大器的工作参数,并对其注-波互作用过程进行了详细的分析和讨论,完成了工作在35GHzTE02模二次谐波三段损耗波导结构回旋行波放大器的优化设计.非线性模拟结果表明,该互作用结构能有效地抑制寄生模式,在速度零散为3%的情况下,其峰值功率为125kW、增益为39dB、3dB带宽为4.3%.

导航用L波段行波管放大器在轨可靠性分析

北斗全球卫星导航系统于2020年8月宣布完全建立。在北斗全球卫星系统中共有20颗卫星由CAST Xi’an负责建造有效载荷,导航系统方案选用了L波段行波管放大器作为下行导航信号功率放大器。大规模的国产化行波管放大器在轨应用在我国航天器中尚属首次,是对国产化行波管放大器的工程检验。对批量在轨应用的L波段行波管放大器进行可靠性分析,一方面可以为北斗全球组网卫星在轨稳定运行提供支持,另一方面也可以对国产化行波管放大器的发展提供参考。

E波段81~86 GHz行波管放大器研制

介绍了一种面向高速无线通信应用的E波段连续波行波管放大器(TWTA)。该放大器将E波段折叠波导行波管和小型化高压电源集成为一体,外部仅需低压供电,使用便捷。放大器主要性能指标包括:工作频率81~86 GHz,饱和输出功率>80 W,小信号增益>38 dB,总效率>22%,外形尺寸为38 cm×20 cm×6.3 cm,可满足机载使用环境,具有大功率、宽带、高效率、小型化及高可靠的优点。

无线通信用E波段行波管放大器热力学可靠性研究

本文主要从可靠性方面对一种面向无线通信用的E波段连续波行波管放大器进行了分析,针对无线通信环境条件,利用ANSYS有限元分析软件对行波管放大器热力学可靠性进行了仿真优化,论证了其在未来典型应用场景中的可行性。

Ka波段高效率GaAs功率放大器MMIC

采用GaAs PHEMT工艺,研究了PHEMT器件材料结构和大信号建模,分析了如何提高电路效率,并利用ADS软件对电路进行了原理图与版图优化设计,成功研制了高效率Ka波段GaAs功率放大器MMIC。电路采用三级级联放大,各级选取合适的总栅宽,使用Wilkinson功率分配/合成网络,采用阻性网络消除奇模振荡,输入输出均匹配至50Ω。在36～40 GHz频带内测试,测试结果表明:饱和输出功率大于2 W,功率增益大于17 dB,功率附加效率大于20%,频带内最高效率高达25%,芯片尺寸3.7 mm×3.2 mm。

Ka波段GaN单片低噪声放大器研制

报道了Ka波段GaN自偏压低噪声三级放大电路的研制结果。在高Al含量的AlGaN/GaN HEMT外延结构上,采用电子束直写工艺制备了栅长100nm的"T"型栅结构。器件直流测试最大电流密度为1.55A/mm,最大跨导为490mS/mm;小信号测试外推其fT和fmax分别为95GHz及230GHz。采用该工艺制备的自偏压三级放大电路工作电压7V,在33~47GHz小信号增益大于20dB,噪声系数均值在2dB左右,单频点噪声系数可达1.6dB,噪声水平达到GaN器件在该频段的高水平。此外,该单片电路的功耗在560mW左右,带内连续波测试输出P-1>15dBm。

Ka波段低噪声放大器的研制

本文介绍了Ka波段低噪声放大器的设计和实验结果。

Ka波段GaAs MMIC限幅低噪声放大器的设计

采用GaAs pin二极管和低噪声GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)集成的一片式限幅低噪声放大器(LNA)工艺,设计并制备了一款Ka波段GaAs微波单片集成电路(MMIC)限幅LNA。为了在Ka波段实现大功率和低噪声的目标,采用限幅器和LNA一体化设计的思路,优化了限幅器的电路拓扑和pin二极管的结构。该LNA采用三级级联的电流复用拓扑结构。在片测试结果表明,限幅LNA在32~38 GHz频率范围内,噪声系数小于3. 1 dB,线性增益大于18 dB,芯片静态工作电流为20 m A;在70℃恒温条件下,能够承受脉冲功率为2 W(脉冲宽度4 ms,占空比30%);芯片尺寸为3. 3 mm×2. 0 mm×0. 07 mm。

Ka波段PHEMT功率放大器

报道了 Ka波段的 PHEMT功率放大器的设计和研制。 PHEMT器件采用 0 .2 μm栅长的 Φ 76 mm Ga As工艺制作 ,并利用 CAD技术指导材料生长和器件制作。单级的 MIC放大器采用0 .3mm栅宽的 PHEMT,在 34GHz处 ,输出功率 10 0 m W,功率增益 4 d B。

Ka波段低噪声放大器的设计

利用 p HEMT工艺设计了一个 Ka波段微波单片低噪声放大器电路。电路采用四级放大的结构形式。利用微带电路实现射频输入、输出和级间匹配。采用多目标优化方法对电路增益、噪声系数、驻波比、稳定系数和输出 1 d B压缩点等特性进行了研究。设计出一个增益大于 2 0 d B,噪声系数小于 1 .0 d B,1 d B压缩点的输出功率在 1 0 d Bm以上 ,性能优异的 LNA。

Ka波段双模螺旋线行波管的研制

本文介绍了一种Ka波段双模螺旋线行波管的研制情况,其工作频率范围为32~38GHz,工作电压为9.5kV,低模工作比为70%,峰值输出功率为150~200W;高模工作比为10%,峰值输出功率为300~400W。该Ka波段双模螺旋线行波管具有工作电压低、快速启动、可无环控工作的特点,适用于航外有源诱饵弹等多种应用场景。

Ka波段高功率放大器设计

微波单片集成电路（Microwave Monolithic Integrated Circuit,MMIC）以其体积小型紧凑、一致性好、可靠性高、成品率高、适用于批量生产等特点,在微波通信系统中得到广泛的应用。基于Ga As赝配高电子迁移率晶体管,采用功率合成技术和阻抗匹配技术设计了一款Ka波段功率放大器,对电路进行了仿真分析,并进行流片。实测结果表明电路工作频率从36～38 GHz频段范围,P1d B输出功率大于35 d Bm,增益大于18 d B,功率附加效率为16%。

一种Ka波段PHEMT单片集成功率放大器设计

基于GaAs衬底PHEMT工艺的新一代微波器件,具有截止频率高,增益大以及效率高的特点,该工艺更适合于微波频率的应用。采用WIN半导体公司的0.15μm PHEMT工艺设计了工作在29~31 GHz Ka波段单片集成功率放大器,电路采用RC并联网络实现稳定性能,三级放大结构满足功率增益在30 GHz处为27 dB,输出1 dB压缩点功率为30 dBm,输入驻波比小于1.5,功率附加效率为35%。电路采用6 V电源供电,芯片面积为2.30 mm×1.23 mm。最后设计通过仿真,得出在30 GHz的时候,P1dB输出功率达到30.4 dBm,PAE为35%,输入驻波比为1.26,功率增益为27 dB左右。在整个频段里面稳定系数远大于1,整个电路利用RC并联稳定网络实现了无条件稳定,达到了设计的要求。

Ka波段大回旋电子注介质加载回旋行波管输入耦合器研究

针对Ka波段大回旋电子注回旋行波管设计了一个TE 21模式输入耦合器。该输入耦合器结构为Y形功分器,将输入的矩形波导TE 10模式转换为圆波导的TE 21模式进行输出。本文对其转换原理进行了简要介绍,通过仿真确定了输入耦合器模型的参数,并加工出部件,并进行了实际测试,测试的结果满足Ka波段大回旋行波管的信号输入要求。