Ka波段三路波導(dǎo)功率分配/合成器設(shè)計(jì)

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(shí)現(xiàn)多路高峰值功率速調(diào)管的功率合成,設(shè)計(jì)了一種緊湊型、近平面結(jié)構(gòu)的微波功率合成器。在2.856ghz頻點(diǎn)處,合成器各端口反射損耗和相對(duì)端口隔離度均大于45db。當(dāng)兩路峰值功率為50mw的微波功率合成時(shí),合成器內(nèi)的最大場強(qiáng)約為9.6mv/m,合成效率大于99%。在四端口功率合成器的基礎(chǔ)上,通過兩級(jí)合成可實(shí)現(xiàn)一種八端口微波功率合成器,當(dāng)四路峰值功率50mw的微波功率合成時(shí),合成器內(nèi)最大場強(qiáng)約為13.5mv/m。

C波段三路平面等功率分配器

基片集成波導(dǎo)(siw)具有損耗低、性能好、易于集成等優(yōu)點(diǎn),作為一種新型的導(dǎo)波技術(shù)已經(jīng)被廣泛地用于微波與毫米波電路。但是對(duì)于微波低頻段,基片集成波導(dǎo)器件的尺寸偏大。最近,一種新的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)——半?；刹▽?dǎo)(hmsiw)被提出。與基片集成波導(dǎo)相比,半模基片集成波導(dǎo)保留了基片集成波導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)在尺寸上縮小近一半,損耗也更低。本文提出了兩種結(jié)合半模基片集成波導(dǎo)與基片集成波導(dǎo)技術(shù)的三分貝功率分配器,仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xiàng)電子設(shè)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(diǎn)。該鎖相環(huán)采用了帶有開關(guān)電容陣列(sca)的lc-vco實(shí)現(xiàn)了寬頻范圍,使用3階mashδ-?調(diào)制技術(shù)進(jìn)行噪聲整形,降低了帶內(nèi)噪聲。設(shè)計(jì)基于tsmc0.25μm2.5v1p5mcmos工藝實(shí)現(xiàn)。測試結(jié)果表明,頻率合成器頻率范圍達(dá)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(dá)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(shè)計(jì) 李博文，戴永勝 （南京理工大學(xué)電子工程與光電技術(shù)學(xué)院，江蘇南京210094） 摘要:提出了一種基于ltcc技術(shù)的uhf波段寬帶集總wilkinson功率分配器。該功分器由lc結(jié)構(gòu)組合而成， 根據(jù)奇偶模阻抗理論，這樣的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)更高的隔離度。采用了螺旋電感結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)功分器的小型化。通過ads 電路仿真以及hfss三維建模設(shè)計(jì)，功分器的加工測試結(jié)果與電磁仿真結(jié)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(dǎo)回旋行波管與采用圓波導(dǎo)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(jì)算了不同的磁場與波導(dǎo)表面微擾幅度對(duì)ka波段螺旋波紋波導(dǎo)回旋行波管線性增益的影響。計(jì)算結(jié)果與已報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本符合,說明該理論可以初步確定螺旋波紋波導(dǎo)回旋行波管的各項(xiàng)參數(shù)。

設(shè)計(jì)、制作并測量了基片集成波導(dǎo)(siw)e面和h面(平面)混合功分器饋電的2×4印刷寬帶對(duì)數(shù)周期天線陣列,并與1×4印刷寬帶對(duì)數(shù)周期天線陣列進(jìn)行了測試比較。實(shí)測1×4印刷對(duì)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(duì)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(duì)數(shù)周天線陣列在12ghz1、3ghz、14ghz、15ghz和16ghz的實(shí)測輻射方向圖和兩個(gè)陣列天線帶內(nèi)的輻射增益。測試結(jié)果表明:2×4印刷對(duì)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(duì)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(dǎo)間的定向耦合效應(yīng),根據(jù)晶格移動(dòng)時(shí)耦合長度的改變選擇一個(gè)合適的耦合區(qū)域設(shè)計(jì)了一個(gè)可實(shí)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(yùn)用時(shí)域有限差分法模擬了器件的性能,結(jié)果表明在整個(gè)晶格移動(dòng)過程中光信號(hào)的傳輸效率均在92%以上。

結(jié)合在地下電磁波儀器中的應(yīng)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(shè)計(jì),實(shí)際應(yīng)用得到滿意效果.

第24卷第1期 2008年2月 　　　　　　　　　　　　　微　波　學(xué)　報(bào)journalofmicrowaves　　　　　　　　　　　　　　　 vol.24no.1 　feb.2008 文章編號(hào):100526122(2008)0120052204 半?；刹▽?dǎo)(hmsiw)三分貝功率分配器 3 劉　冰　洪　偉　陳繼新　湯紅軍 (東南大學(xué)毫米波國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京210096) 摘　要:　基片集成波導(dǎo)(siw)具有損耗低、性能好、易于集成等優(yōu)點(diǎn),作為一種新型的導(dǎo)波技術(shù)已經(jīng)被廣泛地 用于微波與毫米波電路。但是對(duì)于微波低頻段,基片集成波導(dǎo)器件的尺寸偏大。最近,一種新的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)———半模 基片集成波導(dǎo)(hmsiw)被提出。與基片集成波導(dǎo)相比,半?；刹▽?dǎo)保留了基片集成波導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)

介紹一種中心頻率在f_0=6ghz的二進(jìn)制四等分平面微波功率分配器的設(shè)計(jì)理論、軟件仿真與工藝制作等方面的內(nèi)容,電路性能實(shí)測值同軟件驗(yàn)證的結(jié)果一致。該種功率分配器結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法。這種功率分配器電路具有結(jié)構(gòu)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(diǎn)。對(duì)于毫米波段電路實(shí)現(xiàn)功率分配,簡化電路有積極的意義。

首先介紹了pin開關(guān)的基本工作原理。然后總結(jié)了波導(dǎo)開關(guān)的理論設(shè)計(jì)方法,提出了采用諧振結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開關(guān)的兩種工作狀態(tài)。最后還介紹了提高波導(dǎo)開關(guān)工作頻帶的途徑。采用此設(shè)計(jì)的雙聯(lián)波導(dǎo)開關(guān)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(duì)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的分析,提出了一種大功率合路器的設(shè)計(jì)。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的e面t型結(jié)能夠?qū)β蔬M(jìn)行分配/合成,但其枝節(jié)的端口響應(yīng)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(jié)中,并對(duì)t型結(jié)的枝節(jié)段進(jìn)行尺寸優(yōu)化,得到一個(gè)端口匹配且隔離度良好的合路器?；趯?duì)波導(dǎo)特性、匹配網(wǎng)絡(luò)理論的分析,設(shè)計(jì)了一個(gè)覆蓋ka頻段的功率合路器。

為了實(shí)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(duì)新型探針耦合特性的分析,設(shè)計(jì)了一個(gè)s波段的16路功率分配器模型,并對(duì)該模型進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測量。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)現(xiàn)微波的等幅同相功率分配。

介紹了一種基于準(zhǔn)光技術(shù)的高功率斜角彎頭的設(shè)計(jì)方法,可實(shí)現(xiàn)圓波導(dǎo)te0m模式的高效轉(zhuǎn)彎傳輸。使用模式變換器將工作模式te0m轉(zhuǎn)換成錐形高斯模,經(jīng)過轉(zhuǎn)彎后,錐形高斯模被重新轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)工作模式的高效率轉(zhuǎn)彎傳輸?；谶@一方法,設(shè)計(jì)了工作在ka波段、工作模式te01的mw級(jí)波導(dǎo)斜角彎頭。hfss計(jì)算結(jié)果表明:在8%的帶寬內(nèi),傳輸效率大于98%。

功率分配器設(shè)計(jì) (2)

螺旋波紋波導(dǎo)的特殊結(jié)構(gòu)使te11和te21相互耦合,其色散特性相對(duì)于圓波導(dǎo)發(fā)生了極大地改變,使電磁波能夠在寬頻帶內(nèi)與電子注耦合,因此需要對(duì)其色散特性進(jìn)行研究。通過研究ka波段螺旋波紋波導(dǎo)回旋行波管的冷腔色散特性,可知螺旋波紋波導(dǎo)非常適用于回旋行波管的高頻結(jié)構(gòu)。由電子運(yùn)動(dòng)方程出發(fā),推導(dǎo)出了簡化的螺旋波紋波導(dǎo)回旋行波管的注波互作用方程。

本文提出一種寬頻帶、高隔離度定向耦合器的有效設(shè)計(jì)方法,并設(shè)計(jì)出一種有應(yīng)用價(jià)值的定向耦合器。根據(jù)bethe小孔耦合理論為基礎(chǔ)的工程設(shè)計(jì)方法,按照預(yù)定的技術(shù)參數(shù),初步設(shè)計(jì)出等孔徑波導(dǎo)定向耦合器的有關(guān)參數(shù),在此基礎(chǔ)上,利用仿真軟件cst對(duì)首末兩對(duì)耦合孔之間的距離進(jìn)行仿真和優(yōu)化,使隔離度在高頻端的性能得到提高;又通過擴(kuò)大其余耦合孔之間的距離使得隔離度在低頻端也得到了改進(jìn),從而提高了隔離度的整體性能。文中設(shè)計(jì)了一個(gè)ka波段的定向耦合器,耦合度的仿真值與-10db的設(shè)計(jì)要求值相比偏差在0.7db之內(nèi),優(yōu)化后隔離度在整個(gè)頻帶內(nèi)小于-47.5db。

通過對(duì)三端口都加有微帶線的新穎結(jié)構(gòu)功率分配器的研究和理論分析,研制了一款適用于900mhz射頻識(shí)別(rfid)和2140mhz基站系統(tǒng)的雙頻段功率分配器。首先根據(jù)改進(jìn)的wilkinson功率分配器結(jié)構(gòu),通過奇模-偶模分析理論得出其設(shè)計(jì)電路參數(shù)方程;接著對(duì)電路參數(shù)方程求解獲得具體的設(shè)計(jì)參數(shù);然后根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)搭建電路進(jìn)行ads仿真;最后對(duì)設(shè)計(jì)的功率分配器進(jìn)行測試和分析。結(jié)果表明:設(shè)計(jì)的雙頻段功率分配器在工作的兩個(gè)頻段內(nèi)都具有良好的性能,對(duì)兩種系統(tǒng)具有實(shí)際的應(yīng)用意義,同時(shí)表明奇模-偶模分析理論對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)際的雙頻功率分配器具有重要價(jià)值。