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亳米波功率合成放大技术的研究

作　者: 胡荣
导　师: 唐宗熙
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 毫米波功率合成技术改进型T型结波导-微带过渡转换
分类号: TN722.75
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

毫米波通信系统常常需要提供大功率信号输出，而现有的毫米波功放单片的输出能力很有限，这就需要对多片功放单片进行功率合成以提供大功率输出。因此，功率合成技术是研制大功率毫米波功率放大器的关键之一。在了解了功率合成技术在国内外的发展状况后，本文介绍了其基本理论，并分析了影响功率合成效率的因素。仿真设计了两种结构的波导-微带过渡转换，并加工出实物以验证其损耗特性。通过对比，发现它们仅存在结构上的差异，因此，设计电路时可根据特定的电路布局需求对它们进行选择。此外，还先后仿真设计了四种功率分配/合成器，在比较了这几种结构之间的幅度不平衡度、工作带宽、输出端口之间的隔离度以及体积大小之后，选择改进型T型结作为功率分配/合成网络使用，最终确定了以探针过渡与改进型T型结相结合的两路功率合成方案。经测试，实际制作的两路无源功率合成网络具有较好的性能，其插入损耗保持在0.35dB-0.49dB之间，带内波动小于0.14dB，回波损耗基本上大于20dB。在无源网络的放大模块中加入功放芯片后，制作了两路功率合成放大器，并对其性能参数进行测试，其结果为在30.2GHz-30.7GHz工作频段内，饱和输出功率在28.97dBm-29.25dBm之间，带内增益较为平坦，功率输出接近1W，合成效率保持在81%左右，在30.25GHz达到84.1%的最大值，达到了设计要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 引言  9
  1.2 功率合成技术的发展状况  9-11
    1.2.1 国外现状  9-10
    1.2.2 国内现状  10-11
  1.3 本论文研究工作  11-13
第二章功率合成放大技术的基本理论  13-23
  2.1 功率合成技术概述  13-15
    2.1.1 芯片级功率合成  13
    2.1.2 电路级功率合成  13-15
      2.1.2.1 谐振式合成  14
      2.1.2.2 非谐振式合成  14-15
    2.1.3 空间功率合成  15
    2.1.4 混合功率合成  15
  2.2 功率合成技术的基本原理  15-18
  2.3 功率合成技术的效率分析  18-22
    2.3.1 幅度、相位不平衡性对合成效率的影响  18-21
    2.3.2 电路损耗对合成效率的影响  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章功率合成方案的选择与设计  23-53
  3.1 功率合成技术的选择  23-24
  3.2 波导-微带过渡转换的设计  24-34
    3.2.1 探针形式的过渡结构  25-29
    3.2.2 鳍线形式的过渡结构  29-34
  3.3 功率分配/合成器的设计  34-50
    3.3.1 3-dB 电桥的基本理论分析  35-37
    3.3.2 改进型 T 型结  37-40
    3.3.3 波导-微带双探针 180°电桥  40-42
    3.3.4 双对极鳍线电桥  42-47
    3.3.5 波导分支耦合器  47-50
  3.4 最终合成方案的确定与设计  50-52
  3.5 本章小结  52-53
第四章无源网络和有源网络的加工与测试  53-69
  4.1 芯片的选择  53-54
  4.2 无源功率合成网络的制作  54-58
    4.2.1 放大模块的电路布局  54-55
    4.2.2 功率合成网络的腔体结构设计  55-58
  4.3 无源功率合成网络的测试  58-61
  4.4 功率合成放大器的制作  61-62
    4.4.1 芯片的散热  61
    4.4.2 芯片的装配  61-62
  4.5 有源网络的测试  62-67
    4.5.1 电路的调试  62-63
    4.5.2 有源电路的测试与分析  63-67
  4.6 国内外测试结果对比  67-68
  4.7 本章小结  68-69
第五章总结  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
攻硕期间取得的研究成果  75-76

亳米波功率合成放大技术的研究

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