基于同轴波导的1分16功分器的设计与实验

针对高功率固态源多路功率分配技术的需要,设计并研究了一种基于同轴波导的多路功率分配器件。通过分析同轴波导传输特性与阻抗匹配理论,利用电磁仿真软件设计了一种S波段1分16功分器模型,并加工出实物进行实验测试。实验结果表明:该功分器在2.28~2.86 GHz,相对带宽约23%频率范围内,输入端反射系数S11≤-15 dB;在2.37~2.57 GHz,相对带宽约8.1%频率范围内,输入端反射系数S11≤-20 dB;输出幅度不平衡度±0.1 dB,相位不平衡度±5°。该功分器满足输出幅度与相位一致性要求,可应用于S波段百瓦级连续波功率分配。

一种新型Ka频段功率合成放大器的设计

为了提高Ka频段功率放大器的输出功率,设计了一种新型的毫米波波导内空间功率合成放大器.采用魔T功率合成器和波导-微带双探针转换实现的波导内空间功率分配/合成网络,在毫米波频段实现了宽带、低损耗、幅相对称的四路功率合成放大器.该毫米波功率合成放大器的合成效率,在25~29GHz高于82%,在25~28GHz高于86%.

三相-两相牵引变电所用无功动态补偿与谐波治理混合系统的研究

针对单相牵引负荷波动性大,随机性强,造成大量谐波、无功及负序分量的特点,提出一种应用于电气化铁路的单相无功动态补偿与谐波治理混合系统(hybrid var and harmonic dynamic compensator,HVHC)。系统由混合型有源电力滤波器(hybrid active power filter,HAPF)及静止无功补偿器(static var compensator,SVC)组成,其中SVC包括晶闸管投切电容器(thyristor switched capacitor,TSC)和晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR),用来动态连续补偿无功功率,HAPF用来动态抑制电网及无功补偿装置产生的谐波,电力机车产生的负序分量可通过在平衡变压器接线方式下控制2个牵引供电臂的负载来消除。提出HAPF和SVC复合控制策略及分频控制方法,可有效地消除两者之间的耦合,提高单相系统谐波及无功电流的跟踪精度,克服电网电压畸变对系统的影响。仿真及实验结果证明该系统响应速度快,抗干扰能力强,治理效果满足要求。

X波段8路波导功分器/合成器

波导结构具有传输损耗低、功率容量大的特点。本文提出了一种基于波导结构功分器/合成器设计方法,并利用CST2014软件设计了一款X波段8路波导功分器/合成器。仿真与测试都显示其性能良好,在整个X波段插损小于0.05dB,反射损耗大于15dB,中间大部分频段（8.8~12.2GHz）反射损耗优于20dB。

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。

一种基于双级支线功分/功合网络的毫米波固态功率放大器

本文综合考虑影响合成效率的因素以及毫米波段的工艺精度，设计了一种改进型的双级支线功分／功合网络，改善了驻波比和幅相特性，保证了良好的合成效率．并在此基础上，研制了一种高性能的毫米波固态功率放大器，在38～40GH：的通带内，实现34．8dBm输出功率，55dB增益的良好电性能，具有结构简单、加工简易等特点.

基于传输线变压器的功率合成/分配器的原理与设计

基于传输线变压器的功率合成/分配器具有宽频带、应用频率高、体积小、承受功率大、损耗小的特点,是一种良好的射频器件。本文根据传输线变压器的基本理论,通过分析功率合成/分配电路的两大组成部分——功率合成/分配网络和阻抗匹配网络,分别得到对传输线和磁芯的不同要求。总结出一种设计功率合成/分配器的通用方法,为设计功率合成/分配器提供了理论参考。

C波段固态功放设计和实验研究

结合新近研制的两种功率放大器,介绍了C波段中功率固态功放的设计理论和方法,并用微波仿真软件对其偏置电路和功分/合成电路进行优化仿真,给出了仿真结果和电路版图。通过制作并测试两种放大器,验证了该设计方法的可行性。同时,给出了功放的实物照片和测试数据,该功放适用于C波段5.3～5.9GHz频段,功率量级分别为30W、50W,既可以连续波应用也可以脉冲工作,既可作为独立的放大器也可作为雷达功放组件的基本放大单元。

用于抛物柱面空间功率合成天线的功分喇叭阵列

提出了一种用于偏馈抛物柱面反射天线的功分喇叭。由于改善了口面上的电磁分布,该功分喇叭可以让馈源阵列的栅瓣电平抑制到-28 dB。用FEKO进行仿真发现,与传统用角锥喇叭阵列作为馈源的抛物柱面反射天线相比,使用功分喇叭直线阵列可以使空间功率合成天线的效率从68%提高到80%,同时天线的增益也能增加0.7 dB。

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.

S波段1 kW固态功率放大组件

设计了一种工作在S波段,频带宽度为400MHz,平均占空比≤10%,脉冲宽度≤200μs的1kW固态功率放大组件。组件采用四级放大结构,将5mW左右的激励信号放大到1kW,通过优化晶体管输入/输出匹配电路,应用三级Wilkinson功分/合成器,改善了组件增益平坦度和效率。测试结果表明,该组件在工作频率范围内输出功率≥1.2kW,效率≥30%,增益平坦度≤1.2dB。

毫米波300W固态功率合成放大器的设计

基于单片微波集成功率放大器(Monolithic Microwave Integrated Circuits,MMIC PA)的毫米波波导空间功率合成技术是固态毫米波高功率电子领域的热门研究方向。多合成支路情况,保持较高的合成效率和较宽的工作带宽是实现固态毫米波宽带高功率合成的关键技术难题。为提高功率合成效率,研制了石英基板微带探针与波导之间的过渡结构。结合波导T型分支、波导分支线、波导H面缝隙耦合和波导一分四型的4种波导功率分配/合成器,通过精确的电磁仿真研制了64路功率合成放大器。

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。

新型固态发射机结构设计

介绍了某高机动雷达集中式固态发射机的新型结构,整个发射设备集成安装于一只方舱内,功放组件和开关电源分机共用静压箱,只要一只风机供风,首次设计应用矩形分配器和合成器。分析了整机结构、安装和连结、冷却设计以及主要分机结构设计特点。该新型结构设计精简了发射机结构,操作维护方便,节省了开机时间,提高了发射机性能。论文最后提出了固态发射机的结构研究方向。对固态发射机设计研究具有一定的参考价值。

50W Ka频段固态功率放大器设计

阐述了3 dB分支波导定向耦合器、波导—微带双探针过渡、改进型波导T型结的原理,介绍了一种4路功率分配/合成网络。提出了一种8路功率分配/合成器,其结构具有插入损耗低、输入驻波好、幅度相位一致性好等优点。研制了50 W Ka频段固态功率放大器,由驱动级放大器、8路功率分配/合成器和8个7 W功放模块组成,在29~31 GHz频率范围内实现了大于50 W的线性输出功率,合成效率高于80%。

高功率发射机结构及其动力学分析

一种由4只大功率功放电源机柜、1只水冷机柜、1只大功率合成器组成的舰载雷达高功率固态发射机,其大功率功放电源机柜上部浮动安装了功放组件功率合成器,微波功率从顶部输出,机柜安装误差可以补偿。大功率功放电源机柜可根据功率和结构布局进行组合,通用性强。并且4只大功率功放电源机柜对称布局,相互间刚性连接,实现了微波大功率的最优合成。文中针对舰载环境要求,建立了发射机结构分析的有限元模型,进行了动力学分析。

用Duffing振子阵列解调微弱π/4-DQPSK信号

首次提出了微弱π/4-DQPSK信号Dumng振子阵列的解调算法,并用计算机对此算法进行了相应的仿真验证,同时还创造性地提出了星座图重叠划分,功率谱熵计算阵列和Dumng振子码元分界点搜寻器。先将π/4-DQPSK星座图的8个点划分成相重叠的四个区域,然后用功率谱熵来判定不同区域内Dumng振子的不同响应,最后依据当前时刻Duffing振子阵列的不同响应来断定所传送的数字信息。计算机仿真结果表明,本算法切实可行,在高斯信道中解调信噪比最低可达-15.6 dB。

液压机械传动方案的选择

给出了２４种液压机械传动方案及其应用范围和设计方法。

一种新型Ka频段六路功率分配/合成网络

指出了二进制(2n)功率合成方式的不足,介绍了波导—微带探针过渡和3 dB分支波导定向耦合器的原理。提出了改进型分支波导三路功率分配器,该结构具有损耗低、驻波好、幅度相位一致性好和端口隔离度高等优点。针对现有合成方式的不足,提出了一种新型基于波导的Ka频段六路功率分配/合成网络,该结构由改进型分支波导三路功率分配器、3 dB分支波导定向耦合器和E面波导—微带探针过渡组成。

C波段600W固态发射机的研制

介绍一种新研制成功的高功率跟踪雷达发射机,该发射机综合了我们先前研制的同类固态发射机的优势,采用4个200 W末级功率模块进行功率合成,获得600 W以上的峰值功率,其最大脉冲宽度为120μs,最大占空比为40%。实测结果表明,无论是输出功率、体积尺寸还是可靠性方面都有了很大的提高。