Ka波段三路波導功率分配/合成器設計

第4講-功率分配器合成器

介紹了一種基于常規(guī)速調(diào)管功率合成和脈沖壓縮的微波源系統(tǒng),為實現(xiàn)多路高峰值功率速調(diào)管的功率合成,設計了一種緊湊型、近平面結構的微波功率合成器。在2.856ghz頻點處,合成器各端口反射損耗和相對端口隔離度均大于45db。當兩路峰值功率為50mw的微波功率合成時,合成器內(nèi)的最大場強約為9.6mv/m,合成效率大于99%。在四端口功率合成器的基礎上,通過兩級合成可實現(xiàn)一種八端口微波功率合成器,當四路峰值功率50mw的微波功率合成時,合成器內(nèi)最大場強約為13.5mv/m。

C波段三路平面等功率分配器

基片集成波導(siw)具有損耗低、性能好、易于集成等優(yōu)點,作為一種新型的導波技術已經(jīng)被廣泛地用于微波與毫米波電路。但是對于微波低頻段,基片集成波導器件的尺寸偏大。最近,一種新的導波結構——半模基片集成波導(hmsiw)被提出。與基片集成波導相比,半?；刹▽ПＡ袅嘶刹▽У膬?yōu)點,同時在尺寸上縮小近一半,損耗也更低。本文提出了兩種結合半?；刹▽c基片集成波導技術的三分貝功率分配器,仿真結果與實驗結果一致。

我校電磁場工程系研制的“x波段三等分微帶分配器”是一項電子設備中急需的用于功率分配的重要部件,傳統(tǒng)的功率分配器一般采用2~n分割,而該部件采用一分為三的微帶功率分配方案。

提出了一種覆蓋s/u雙波段的小數(shù)分頻鎖相環(huán)型頻率合成器。該頻率合成器采用一種新型多模分頻器,與傳統(tǒng)的小數(shù)分頻頻率合成器相比具有穩(wěn)定速度快、工作頻率高和頻率分辨率高的優(yōu)點。該鎖相環(huán)采用了帶有開關電容陣列(sca)的lc-vco實現(xiàn)了寬頻范圍,使用3階mashδ-?調(diào)制技術進行噪聲整形,降低了帶內(nèi)噪聲。設計基于tsmc0.25μm2.5v1p5mcmos工藝實現(xiàn)。測試結果表明,頻率合成器頻率范圍達到2.450~3.250ghz;波段內(nèi)偏離中心頻率10khz處的相位噪聲低于-92.5dbc/hz,1mhz處的相位噪聲達到-120dbc/hz;最小頻率分辨率為13hz;在2.5v工作電壓下,功耗為36mw。

第35卷第4期電子元件與材料vol.35no.4 2016年4月electroniccomponentsandmaterialsapr.2016 uhf波段寬帶集總wilkinson功率分配器的設計 李博文，戴永勝 （南京理工大學電子工程與光電技術學院，江蘇南京210094） 摘要:提出了一種基于ltcc技術的uhf波段寬帶集總wilkinson功率分配器。該功分器由lc結構組合而成， 根據(jù)奇偶模阻抗理論，這樣的結構可實現(xiàn)更高的隔離度。采用了螺旋電感結構來實現(xiàn)功分器的小型化。通過ads 電路仿真以及hfss三維建模設計，功分器的加工測試結果與電磁仿真結果相匹配。功分器的中心頻率為1.05ghz， 帶寬為300mhz，兩輸出端口插入損耗均優(yōu)于3.26db，隔離度優(yōu)于28db（1.0

螺旋波紋波導回旋行波管與采用圓波導的回旋行波管相比,有較大的帶寬。介紹了它的線性注波互作用理論,并用該理論計算了不同的磁場與波導表面微擾幅度對ka波段螺旋波紋波導回旋行波管線性增益的影響。計算結果與已報道的實驗結果基本符合,說明該理論可以初步確定螺旋波紋波導回旋行波管的各項參數(shù)。

設計、制作并測量了基片集成波導(siw)e面和h面(平面)混合功分器饋電的2×4印刷寬帶對數(shù)周期天線陣列,并與1×4印刷寬帶對數(shù)周期天線陣列進行了測試比較。實測1×4印刷對數(shù)周期天線陣列在10.5~19.5ghz內(nèi)回波損耗小于-10db,2×4印刷對數(shù)周期天線陣列在11.2~16.7ghz內(nèi)回波損耗小于-10db.文中給出了1×4和2×4印刷對數(shù)周天線陣列在12ghz1、3ghz、14ghz、15ghz和16ghz的實測輻射方向圖和兩個陣列天線帶內(nèi)的輻射增益。測試結果表明:2×4印刷對數(shù)周天線陣列在工作頻帶內(nèi)輻射特性穩(wěn)定,增益比1×4印刷對數(shù)周天線陣列提高1~3db.

討論了兩條平行硅周期介質(zhì)波導間的定向耦合效應,根據(jù)晶格移動時耦合長度的改變選擇一個合適的耦合區(qū)域設計了一個可實現(xiàn)任意比例的功率分配器。功率分配比可從0∶1變到1∶0。并運用時域有限差分法模擬了器件的性能,結果表明在整個晶格移動過程中光信號的傳輸效率均在92%以上。

結合在地下電磁波儀器中的應用,介紹了鎖相環(huán)路的基本原理,給出了地下電磁波儀器中的數(shù)字鎖相環(huán)路(dpll)頻率合成方案以及鎖相環(huán)路的設計,實際應用得到滿意效果.

第24卷第1期 2008年2月 　　　　　　　　　　　　　微　波　學　報journalofmicrowaves　　　　　　　　　　　　　　　 vol.24no.1 　feb.2008 文章編號:100526122(2008)0120052204 半模基片集成波導(hmsiw)三分貝功率分配器 3 劉　冰　洪　偉　陳繼新　湯紅軍 (東南大學毫米波國家重點實驗室,南京210096) 摘　要:　基片集成波導(siw)具有損耗低、性能好、易于集成等優(yōu)點,作為一種新型的導波技術已經(jīng)被廣泛地 用于微波與毫米波電路。但是對于微波低頻段,基片集成波導器件的尺寸偏大。最近,一種新的導波結構———半模 基片集成波導(hmsiw)被提出。與基片集成波導相比,半模基片集成波導保留了基片集成波導的優(yōu)點,同時

介紹一種中心頻率在f_0=6ghz的二進制四等分平面微波功率分配器的設計理論、軟件仿真與工藝制作等方面的內(nèi)容,電路性能實測值同軟件驗證的結果一致。該種功率分配器結構形式簡單、性能良好,常用于微波電路中的功率分配與合成方面。

提出一種新型毫米波段平面三分支功率分配器的電路結構和設計方法。這種功率分配器電路具有結構簡單,體積小,易于集成,以及無需安裝隔離電阻,各支路之間仍具有較高隔離度的特點。對于毫米波段電路實現(xiàn)功率分配,簡化電路有積極的意義。

首先介紹了pin開關的基本工作原理。然后總結了波導開關的理論設計方法,提出了采用諧振結構實現(xiàn)開關的兩種工作狀態(tài)。最后還介紹了提高波導開關工作頻帶的途徑。采用此設計的雙聯(lián)波導開關具有良好的性能,主要性能為:插損小(17db),駐波小(<1.4),兩路一致性高(<0.1db)。

文章基于對波導結構的分析,提出了一種大功率合路器的設計。波導結構標準的e面t型結能夠?qū)β蔬M行分配/合成,但其枝節(jié)的端口響應及枝節(jié)間的隔離使得其無法直接用于功率合成/分配。將濺射薄膜電阻后的陶瓷基片引入t型結中,并對t型結的枝節(jié)段進行尺寸優(yōu)化,得到一個端口匹配且隔離度良好的合路器。基于對波導特性、匹配網(wǎng)絡理論的分析,設計了一個覆蓋ka頻段的功率合路器。

為了實現(xiàn)高功率微波的多路等幅同相功率分配,提出了一種新型的使用單圈探針耦合的多路徑向線功率分配器。通過對新型探針耦合特性的分析,設計了一個s波段的16路功率分配器模型,并對該模型進行了數(shù)值模擬和實驗測量。實驗結果表明:該功率分配器在2.55~3.15ghz的頻帶范圍內(nèi),駐波比小于1.4,插入損耗小于0.3db,輸出幅度不平衡度小于±0.5db,輸出相位不平衡度小于±5°,可以在較寬的頻帶內(nèi)實現(xiàn)微波的等幅同相功率分配。

根據(jù)bethe小孔耦合理論,設計出在s波段(1.8～2.6ghz)電磁波通過矩形波導寬邊圓孔耦合的定向耦合器。為提高定向耦合器的方向性,孔徑采用切比雪夫孔徑分布。根據(jù)預定的技術指標,初步設計出等孔間距的波導定向耦合器的有關參數(shù)。在此基礎上,利用仿真軟件cst對小孔厚度和部分孔間的距離進行優(yōu)化,大大提高定向耦合器的整體性能。

介紹了一種基于準光技術的高功率斜角彎頭的設計方法,可實現(xiàn)圓波導te0m模式的高效轉彎傳輸。使用模式變換器將工作模式te0m轉換成錐形高斯模,經(jīng)過轉彎后,錐形高斯模被重新轉換成工作模式。這種錐形高斯模可以減少波束在鏡面的衍射,從而實現(xiàn)工作模式的高效率轉彎傳輸?；谶@一方法,設計了工作在ka波段、工作模式te01的mw級波導斜角彎頭。hfss計算結果表明:在8%的帶寬內(nèi),傳輸效率大于98%。

功率分配器設計 (2)

基于klopfenstein理論,設計了一種矩形軟波導的波紋結構,并結合matlab數(shù)值計算軟件和ansofthfss電磁軟件進行仿真和計算,得到矩形軟波導周期結構的最優(yōu)化模型。

介紹了共面波導天線的輻射原理,在此基礎上依據(jù)串饋天線理論設計出一種共面波導結構的串饋天線。天線輻射單元由6個微帶單元串接組成,輻射單元與上地面之間的縫隙為恒定值,各個輻射單元的輻射系數(shù)由泰勒加權法確定,各個輻射單元的輻射能量逐次遞減。經(jīng)仿真計算回波損耗小于15db時,天線帶寬為260mhz(10.45~10.71ghz),天線輻射主瓣與最大旁瓣差大于16.5db,天線的輻射效率為69%。