毫米波空间功率合成技术研究

论文摘要

空间功率合成技术为毫米波固态源和放大器的实现提供了一个可行的解决方案。波导内空间功率合成技术作为一种新型的空间功率合成技术，从它取得的成功来看，必将成为空间功率合成技术的一个热点。本文分析了毫米波波导内空间功率合成的基本原理和结构，提出了Ka波段标准波导内空间功率合成放大器的实施方案。本文设计了性能优良的Ka波段双路波导—微带的过渡结构，包括波导—鳍线的过渡和鳍线—微带的转换两部分，其背靠背结构的插入损耗达到0.3dB，回波损耗达到15dB，在28GHz—36GHz之间插入损耗更是达到0.1dB，回波损耗达到20dB，并将此双路(1×2)空间功率合成结构扩展成四路(2×2)空间功率合成结构，理想情况下估算出的最大潜在合成效率为95％。同时，为了在电路实际焊接制作时节省工作量，对微带线与芯片之间的金丝互连结构进行了接近实际的模拟分析，采用四片UMS公司的CHA3093a作为基本放大单元，仿真实现了Ka波段固态空间功率合成放大器。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1.绪论
• 1.1.课题应用及其意义
• 1.2.毫米波空间功率合成技术的简介
• 1.2.1.准光/自由空间功率合成技术
• 1.2.2.波导内空间功率合成技术
• 1.3.本论文的任务
• 2.矩形波导内空间功率合成的方案
• 2.1.方案的确定
• 2.2.托盘状空间功率合成放大器的基本原理分析
• 2.3.本论文空间功率合成放大器的实施方案
• 3.波导—鳍线—50Ω微带过渡结构的研究
• 3.1.鳍线的基础知识
• 3.2.波导—鳍线过渡结构的研究设计
• 3.2.1.渐变鳍线的基本原理
• 3.2.2.软件Ansoft HFSS介绍
• 3.2.3.波导—鳍线过渡结构的建模
• 3.3.鳍线—50Ω微带转换结构的研究设计
• 3.3.1.鳍线—微带转换的基础
• 3.3.2.鳍线—50Ω微带转换结构的建模
• 3.4.波导—鳍线—50Ω微带过渡结构的整体研究
• 4.波导内2×2空间功率合成放大器的研究
• 4.1.双路波导—鳍线—50Ω微带过渡结构的研究
• 4.1.1.双路波导—鳍线过渡结构的设计
• 4.1.2.双路波导—鳍线—50Ω微带过渡结构的整体设计
• g/4变换器设计'>4.1.3.λ_g/4变换器设计
• 4.2.2×2空间功率合成器的研究
• 4.2.1.鳍线阵列的传播常数
• 4.2.2.2×2空间功率合成器的设计
• 4.2.3.合成效率分析
• 4.2.4.高频段波导内空间功率合成器的拓展研究
• 4.3.2×2空间功率放大器的研究
• 4.3.1.MMIC芯片的简介
• 4.3.2.MMIC芯片的贴装和互连
• 4.3.3.金丝互连模拟分析
• 4.3.4.2×2空间功率放大器的仿真实现
• 结论
• 致谢
• 参考文献