万博官网app下载 > 万博官网app下载 >

8路鳍线空间功率合成系统设计

  第 38卷 第 3 # 2018 年 5 月 杭 州 电 子 科 技 大 学 学 报 (自然科学版 Journal of Hangzhou Dianzi University( Natural Sciences) DOI:10. 13954/j. cnki. hdu. 2018. 03. 003 8 路鳍线空间功率合成系统设计 郭 一 帆 ,骆 新 江 (杭 州 电 子 科 技 大 学 电 子 信 息 学 院 ,浙 江 杭 州 310018) Vol. 38 No. 3 May 2018 摘 要 :功 率 合 成 技 术 是 解 决 当 下 单 个 固 态 功 率 器 件 无 法 满 足 某 些 大 功 率 系 统 要 求 问 题 的 有 效 方 法 。基 于 鳍 线 阻 抗 变 换 原 理 ,借 助 全 波 电 磁 场 仿 线, 设 计 了 一 款 基 于 B jl 2 0 型 矩 形 波 导 的 8 路 空 间 功 率 合 成 系 统 。仿 真 和 试 验 表 明 ,在 整 个 B jl 2 0 型 矩 形 波 导 工 作 频 段 内 ,具 有 8 5 % 以 上 的 合 成 效 率 ,回 波 损 耗 大 于 15 d B 的 良 好 驻 波 性 能 ,是 一 种 性 能 优 良 的 空 间 功 率 合 成 系 统 ,能 有 效 应 用 于 微 波 大 功 率 领 域 。 关 键 词 :鳍 线 ;功 分 器 ; 合 成 器 % 鼓 波 ;电 磁 场 中 图 分 类 号 :TN626 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 !001-9146(2018)03-0013-05 $ 引言 单 个 固 态 功 率 器 件 输 出 功 率 随 着 频 率 增 加 而 降 低 ,无 法 满 足 一 些 大 功 率 微 波 系 统 要 求 ,故必须采用 功 率 合 成 技 术 。 由 于 工 作 频 率 越 高 ,单 位 功 率 成 本 就 越 高 ,因 此 ,配 套 的 功 率 合 成 电 路 合 成 效 率 越 高 越 好 。波导形式的功率合成技术(5)与传统平面传输线]的功率合成技术相比,最大的优点是损耗 小 ,合成效率高,功率容量大,因而被广泛应用于功率合成放大器中。 目前常见的波导形式功率合成器 各有不足之处。如 基 于 波 导 H 面 T 型 结 和 波 导 E 面 T 型 结 功 率 合 成 器 的 支 路 间 隔 离 度 较 低 ,只有 6 dB左右[3-5];波导分支线形式的功率合成器的支路间隔离度较高,但是插入损耗较高且体积较大[45]。 为 此 ,本文提出了一种鳍线空间功率合成技术,不仅可以将支路间的隔离度提高到11 d B 以 上 ,而且具 有紧凑的物理结构,在一个波导腔内就可以实现8 路功率合成。 1 合成系统设计原理 由鳍线理论可知,鳍线阻抗随着槽宽的减小而逐渐减小[23]。因此,为了将波导的阻抗变换到微波 单片放大器(M M IC )的 50 # 微带线上,需要鳍线的槽宽按一定规律由宽逐渐变窄,以获得最小的反射 损耗 。渐变鳍线 所示(]。 收 稿 日 期 !017-08-21 基 金 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (6 1501153,61102027) 作 者 简 介 :郭 一 帆 ( 1996 —),男 ,研 究 方 向 :电 子 信 息 科 学 与 技 术 。 E-mall : 13 9 0 9 4 4 0 0 6 !q q . com。 通 信 作 者 :骆 新 江 , 博 士 ,研 究 方 向 :射 频 、微 波 、毫 米 波 电 路 和 系 统 的 设 计 与 开 发 。E-mall : Lu〇W !h d u . edu. cn。 14 杭州电子科技大学学报(自然科学版 2018 年 渐变曲线形式不同,获得的反射效果也是不同的。 ,因目前工艺条件限制,单面鳍线槽宽最窄 只 能 做 到 0.05 m m (其 的 阻 抗 约 为 100 # ) ,所以本 用单面鳍线, 用余弦平方函数 的对极渐变鳍线,这样就 实 限窄的槽宽。 渐变鳍线余弦平方函数的阻抗变化关系如下[8] # Z (z)= Z 2cos2 [-arccos (1 ) 式 中 ,z 为沿线坐标变量“为传输线长度,Z * 为 z = Z处向左看进去的阻抗,Z ( 为 0 处向左看进去的 阻 抗 ,Z (z )为传输线上任意位置z 处向左看 的阻抗值。 据 思 想 ,本文提出了鳍线空间功率合成放大器的设计方案。合成放大器装 配 原 理 如 图 2 所 示 。图 2(a)为渐变鳍线和微带线一体P C B 基板背面的金 图案;图 2(b )为 P C B 基板正面金 图 案 。将 P C B 线路板烧制 自的 之 上 , 的2块 图 2(d)) 组 一起, 就构成了合成放大器的整体模块。由于上下 为 有 源 M M IC 提供 的散热路径,这种合成器 i 的 性 能 ,但 超 过 2 层 后 ,中间线路板上的M M IC s 的 ,容 易 烧 毁 。 (C )热沉结构 图 2 鳍线空间功率合成放大器装配原理 总装结构对应的工作原理如图3 所示 。信号从输入端进入功分器的波导入口;而 后 ,通过渐变鳍线 的 A —B 段 )被分成多 路信号后 微 带 支 路 (即 图 2 的 V —C 段 )然 后 ,被 @ @ I C 放大器放大(即 图 2 的 C— 段)放大后的信号又依次 合成器的微带线;段)和渐变鳍线;段)最 后 ,在输出端的波导腔中完 成功率合成。 触2 ? 图 3 鳍线空间功率合成放大器工作原理 2 建模与仿真 采用上述余弦平方渐变形式的对极鳍线

上一篇:丝鳍线塘鳢 下一篇:没有了