發(fā)布時(shí)間：2018-09-12 05:29

【摘要】：隨著雷達(dá)與通信技術(shù)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(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足技術(shù)發(fā)展的需求。因此，需要通過功率合成技術(shù)來得到大功率的輸出。本文在此背景下，設(shè)計(jì)了兩款毫米波頻段的空間功率合成器，通過仿真測試驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)的合理性與可行性。主要工作如下： （1）在40GHz~47GHz頻段內(nèi)設(shè)計(jì)了一款20路的徑向波導(dǎo)空間功率合成器，首先分析了徑向波導(dǎo)內(nèi)電磁場的分布，然后仿真了徑向波導(dǎo)功分結(jié)構(gòu)、波導(dǎo)-微帶探針過渡結(jié)構(gòu)，最后對其進(jìn)行熱設(shè)計(jì)、工藝加工。通過測試得到，該結(jié)構(gòu)在要求的頻段內(nèi)輸出功率達(dá)到了40dBm，增益為13dB，滿足了指標(biāo)的要求。 （2）通過在徑向波導(dǎo)各分支電路設(shè)計(jì)一種新型結(jié)構(gòu)的漸變脊，對上述20路徑向波導(dǎo)空間功率合成器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。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(shè)計(jì)了一款16路的鏈?zhǔn)讲▽?dǎo)空間功率合成器，該結(jié)構(gòu)首先通過標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)功分為兩路，每路分支通過擴(kuò)展波導(dǎo)漸變到標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)尺寸，再進(jìn)行鏈?zhǔn)焦Ψ郑�完成�?6路的功分合成結(jié)構(gòu)。由于該結(jié)構(gòu)工作頻率較高，尺寸較小且結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在設(shè)計(jì)與加工過程中需要解決一些技術(shù)難點(diǎn)。如：由于路數(shù)較多，各支路間隔離比較差，通過設(shè)置介質(zhì)膜片有效地增強(qiáng)了各支路間的隔離；由于該合成器尺寸較小，波導(dǎo)腔比較深，傳統(tǒng)的加工工藝無法實(shí)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(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2238046