X波段宽带高功率系列功放的理论研究与设计

论文摘要

固态功率放大器与电子管放大器相比,具有可靠性高、长寿命、工作电压低、故障软化等优点,近年来,低频段的固态功率放大器已得到广泛的应用,但在高频段尤其是X波段,受到单个功率管输出功率偏低的限制,其工程应用普及率很低,因此研究高功率X波段固态放大器具有非常重要的意义。目前,X波段固态功率放大器采用的功率管主要是GaAs FET功率管,大功率放大器的设计技术主要是GaAs FET放大器设计技术和功率合成设计技术,本文针对GaAs FET功率管的特点,首先介绍了单级功率放大器的设计方法和理论,阐述了输入输出匹配网络、偏置电路、隔直电路的设计方法和要求,介绍了常用的电源调制电路;其次分析比较了常用功率合成技术,采用微波CAD软件对各微带电路进行了仿真优化设计,给出了仿真数据和实测结果。在此基础上,利用现有的低频段成熟的技术来进行不同功率量级的功放组件研制,形成该频段内的功放系列化、通用化、模块化设计。设计成型的发射模块应用广泛,可以通过合成而成为大功率集中式发射机,也可以直接作为发射单元应用于相控阵雷达。最后通过测试,设计的系列功率放大器在9.0GHz～10 Ghz的频带范围内输出功率满足设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 X波段微波固态放大器国内外的研究现状
• 1.3 主要工作内容
• 1.4 论文的结构
• 2 固态功率放大器的设计
• 2.1 概述
• 2.2 匹配网络设计
• 2.3 直流馈电设计
• 2.4 隔直电路设计
• 2.5 电源调制电路设计
• 3 常用微波功率合成技术
• 3.1 概述
• 3.2 芯片级合成技术
• 3.3 电路级合成技术
• 3.3.1 谐振式功率合成
• 3.3.2 非谐振式功率合成
• 3.4 空间合成和准光合成
• 3.5 合成效率分析
• 3.6 本章小结
• 4 X波段宽带高功率系列功放研制
• 4.1 概述
• 4.2 功率放大器的组成和工作原理
• 4.3 电路设计
• 4.3.1 功放模块的设计
• 4.3.2 电源调制电路的设计
• 4.3.3 分配合成器设计
• 4.4 功放的实现和测试结果
• 4.5 小结
• 5 结束语
• 致谢
• 参考文献