改善交叉极化特性的平面微带阵列天线设计

为了改善阵列天线交叉极化特性,设计并制作了一款中心频率为9.5 GHz的单层平面微带阵列天线。该天线由10组偏转±45°的贴片单元组成,通过将贴片对称分布在馈电网络两侧以及在贴片上加载可改变表面电流分布的水平缝隙的方法,以改善阵列天线交叉极化特性。为保障-25 dB以下的旁瓣电平,馈电网络采用了泰勒加权分布方式分别给每对贴片单元进行馈电。所设计的天线整体尺寸为200 mm×70 mm×1 mm。实测结果表明,该阵列天线的带宽(<-15 dB)为260 MHz,增益为16.1 dBi,E面旁瓣电平为-27 dB,E面和H面交叉极化电平分别优于-35 dB和-15 dB。该天线具有成本低、馈电网络简单、交叉极化特性良好的特点,在航海雷达等领域有良好的应用前景。

W波段超外差式辐射计射频前端的设计

针对毫米波辐射计接收前端探测灵敏度低、结构复杂、集成度低的问题,设计了一款用于W波段辐射计的射频前端组件。该组件工作于77~79 GHz频段,采用超外差一次变频接收体制,基于毫米波裸芯片及微带电路技术进行研制,组件集成了低噪声放大、本振源、下变频及中频放大等功能电路。在射频信号输入端,使用厚度为0.127 mm的石英基片设计了低损耗波导耦合探针,以实现较低的噪声系数。在本振链路中,由压控振荡器产生本振基波信号,设计了中等Q值的陶瓷谐振器以提高本振频率稳定度。同时分别设计了Ka波段和E波段的陶瓷带通滤波器,以提高本振信号谐波和杂散抑制性能。组件采用混合集成单模块封装技术,在保证性能的前提下实现结构的紧凑性。测试结果表明,在77~79 GHz频率范围内,接收链路的增益为(41±2)dB,在1~3 GHz的中频带宽内噪声系数低于8.6 dB,在1.5 GHz附近噪声系数约为5.8 dB,杂散抑制大于40 dB,实现了预期设计指标。

Q波段宽带功率合成倍频器的设计

提出了一款输出频率覆盖整个Q波段的高功率固态有源四倍频器模块。倍频器基于混合集成电路技术实现,采用有源二倍频—功率放大—功率分配—无源二倍频—功率合成的拓扑结构。在前级采用基于悬置带线的180°反相器进行功分器设计,以实现宽带性能以及结构紧凑性。在无源二倍频时,采用两个分立的MA4E1310肖特基二极管组成非平衡倍频结构获取其二次谐波,并通过波导双探针进行合成输出,以此突破单个二极管的功率容量制约,进而提高倍频输出功率。测试结果表明,固态倍频源模块在5.5 V/0.9 A的直流偏置以及5 dBm的输入功率下,可以在33~50 GHz全波导频率范围内获得15~19 dBm的输出功率。