微波、毫米波增益均衡器技术研究

论文摘要

均衡器在微波通信及雷达发射机中发挥着重要作用。不断出现的无线通信及雷达系统中发射机的宽带应用对微波放大器电路设计提出了前所未有的挑战:更好的平坦度、更小的尺寸重量、更低的成本已成为新型发射模块必须满足的基本要求。用增益均衡器改善发射模块不平坦的幅度响应是一种有效的解决办法。增益均衡器与宽带高功率放大器的配套使用越来越受到关注。本论文基于谐振式滤波器综合理论,设计了一系列结构紧凑的平面均衡器,这些均衡器具有均衡量大、在指定频率位置具有满足要求的均衡量、驻波小等特性,在小型化、高性能的电路中具有良好的应用前景。首先,本文对微波宽带增益均衡器的设计方法进行了进一步研究,对设计方法进行了论证和补充。该方法以电阻加载的微带谐振器枝节为基本单元,用计算机优化方法对该电路模板进行优化设计,并且最终实现满足要求的宽带微波增益均衡器。利用此方法设计的均衡器,实现了在4～8GHz,8～16GHz的频率范围内提供了大于10dB的均衡量,在首次实现6～18GHz范围内大于20dB增益均衡量的均衡器。这些成果不仅能够满足MPM对固态驱动模块的指标要求,而且可应用于普通行波管,并在微波频段的宽带放大电路设计中得到应用。为了适应微波功率模块向毫米波功率模块的发展,以及毫米波段固态功率放大电路对增益平坦度的要求,本论文对毫米波增益均衡器进行了研究,提出了一种在Ka波段实现幅度均衡器的电路拓扑。用计算机仿真和实物测试验证了此理论和这种电路结构实现毫米波增益均衡器的可行性。对此前同类的研究成果的高端损耗较大的问题提出了解决思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 微波毫米波高功率放大器
• 1.1.1 卫星通讯中的高功率放大器
• 1.1.2 雷达中微波毫米波发射系统的真空射频源
• 1.2 增益均衡器的概念和意义
• 1.2.1 增益均衡器的概念
• 1.2.2 微波增益均衡器的应用及意义
• 1.3 微波毫米波增益均衡器的发展
• 1.3.1 增益均衡器的分类
• 1.3.2 增益均衡器的发展动态
• 1.4 本论文的主要研究内容和创新
• 第二章 增益均衡器的基本理论分析
• 2.1 增益均衡器设计中常见的网络综合方法
• 2.1.1 达林顿网络综合法
• 2.1.2 实频数据法
• 2.2 计算机优化设计方法
• 2.2.1 微波增益均衡器的陷波器合成
• 2.2.2 利用微带线实现陷波器响应
• 2.2.3 基于微带的微波增益均衡器的电路模板
• 第三章 微波增益均衡器的分析与设计
• 3.1 微带增益均衡器的优化设计步骤
• 3.2 实例一:4GHz～8GHz微波增益均衡器的设计分析
• 3.3 实例二:8GHz～16GHz微波增益均衡器的设计分析
• 3.4 实例三:6GHz～18GHz微波增益均衡器的设计分析
• 第四章 毫米波增益均衡器的分析与设计
• 4.1 毫米波均衡器设计方法
• 4.1.1 毫米波增益均衡器的计算机仿真设计
• 4.1.2 毫米波增益均衡器计算机优化设计
• 4.2 毫米波均衡器的分析与设计
• 4.2.1 平面形式的毫米波均衡器
• 4.2.2 三维形式毫米波增益均衡器的均衡器
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果
• 完成的研究项目