發(fā)布時間：2018-09-12 05:29

【摘要】：隨著雷達與通信技術的快速發(fā)展，，對大功率、寬頻帶、高頻率微波功率源的需求越來越迫切，但是在高頻段功率放大芯片的輸出功率卻遠遠不能滿足技術發(fā)展的需求。因此，需要通過功率合成技術來得到大功率的輸出。本文在此背景下，設計了兩款毫米波頻段的空間功率合成器，通過仿真測試驗證了該結構的合理性與可行性。主要工作如下： （1）在40GHz~47GHz頻段內(nèi)設計了一款20路的徑向波導空間功率合成器，首先分析了徑向波導內(nèi)電磁場的分布，然后仿真了徑向波導功分結構、波導-微帶探針過渡結構，最后對其進行熱設計、工藝加工。通過測試得到，該結構在要求的頻段內(nèi)輸出功率達到了40dBm，增益為13dB，滿足了指標的要求。 （2）通過在徑向波導各分支電路設計一種新型結構的漸變脊，對上述20路徑向波導空間功率合成器的結構進行了改進。通過仿真發(fā)現(xiàn)，加脊后的合成器不僅S參數(shù)得到了很好的改善，而且有效地拓寬了帶寬。 （3）在50GHz~75GHz頻段內(nèi)設計了一款16路的鏈式波導空間功率合成器，該結構首先通過標準波導功分為兩路，每路分支通過擴展波導漸變到標準波導尺寸，再進行鏈式功分，完成了16路的功分合成結構。由于該結構工作頻率較高，尺寸較小且結構相對復雜，在設計與加工過程中需要解決一些技術難點。如：由于路數(shù)較多，各支路間隔離比較差，通過設置介質膜片有效地增強了各支路間的隔離；由于該合成器尺寸較小，波導腔比較深，傳統(tǒng)的加工工藝無法實現(xiàn)該腔體的加工，需要用線切割的方式來加工。
[Abstract]:With the rapid development of radar and communication technology, the demand for high-power, broadband, high-frequency microwave power sources is becoming more and more urgent, but the output power of high-frequency power amplifier chip is far from meeting the needs of technological development. Two millimeter-wave spatial power synthesizers are designed, and the rationality and feasibility of the structure are verified by simulation test.
(1) A 20-channel radial waveguide spatial power synthesizer is designed in the frequency band of 40GHz~47GHz. Firstly, the distribution of electromagnetic field in the radial waveguide is analyzed. Then the radial waveguide power dividing structure and the Waveguide-microstrip probe transition structure are simulated. Finally, the thermal design and fabrication of the synthesizer are carried out. The output power reaches 40dBm and the gain is 13dB, which meets the requirements of the index.
(2) The structure of the above 20-path waveguide spatial power synthesizer is improved by designing a new type of tapered ridge in each branch circuit of the radial waveguide.
(3) A 16-channel chain waveguide spatial power synthesizer is designed in the frequency band of 50GHz~75GHz. The structure is divided into two channels by the standard waveguide power. Each branch is gradually changed to the standard waveguide size through the extended waveguide, and then the chain power is divided. The 16-channel power division synthesizer is completed because of its high frequency, small size and good performance. The structure of the synthesizer is relatively complex and some technical difficulties need to be solved in the process of design and machining. It needs to be machined by wire cutting.
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN73

【參考文獻】

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本文編號：2238046