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毫米波波导功率合成器的设计仿真(2)

时间:2018-03-05 19:35来源:毕业论文
3.2.2 非拐角型波导功分器 . 28 3.3 一分四波导功分器的设计 . 33 3.4 隔离度 . 41 结论 43 致谢 44 参考 文献 45 1. 绪论 1.1 课题研究背景 本课题研究的是毫米波波


3.2.2  非拐角型波导功分器  .  28
3.3  一分四波导功分器的设计  .  33
3.4  隔离度  .  41
结论    43
致谢    44
参考文献    45 1.  绪论
1.1  课题研究背景
本课题研究的是毫米波波段的功率合成器,毫米波介乎于微波和光波之间,频率
范围在30至300GHZ,近几年来,毫米波技术被广泛的应用在雷达、通信生物医疗
以及导弹末端制导等科技领域,这些都是因为其具有毫米波元器件尺寸小容易实现系
统小型化,以及工作频率很宽的特性,此外,相比较红外线和光波,毫米波拥有更优
异的穿透性,这使得其受天气影响较小,从而实现了全天候的工作要求。
而在毫米波的通信系统中,输出功率的大小一直是整个系统优劣的评判标准,更大的
输出功率决定了更强的抗干扰能力和更良好的通信质量,虽然随着材料和技术的不断
发展,功率放大元件的输出功率越来越大,但是其输出功率仍然受到限制,这也就导
致采用多个器件,利用功率合成技术来达到更大的输出功率这一方法成为近年来的研
究方向以及趋势,并且在一个或者多个源失效的情况下,该技术还能保证系统的正常
工作只是合成效率低一些而已,这也在另一个方面增加了系统的稳定性。 由上图可知,通常情况下功率合成技术可以分成四类,芯片式,电路式,空间功
率合成以及混合型功率合成。
1.2.1  芯片式合成
主要是将多个功率放大电路放置于芯片中实现的功率放大技术,一般采用多包并联方
式。
1.2.2  电路式合成
因为芯片合成放大效果不理想难以满足人们的需要,所以人们将多个放大单元合
成网络,一般可分为谐振式和非谐振式两种,但是谐振式合成带宽较小所以应用受到
了限制,现阶段的合成多为非谐振式,其合成效率与插入损耗以及幅相一致性有关,
因其合成带宽受到广泛采用,而非谐振式合成又主要分为 3-DB 电桥合成,链式功率
合成和多路功率合成,它们的原理如1.2.3  空间功率合成
该技术主要是利用电磁波的似光性来在空间上完成功率合成的,空间功率合成也
主要分为两种,准光腔功率合成技术和自由空间功率合成技术,其效率与整个网络损
耗关系密切,放大器的数量并不影响其效率,比较适合大功率合成。
下图是几种空间功率合成的原理示意图: 1.2.4  混合型功率合成
在大部分的情况下,我们采用的其实是混合的功率合成技术,第一级应用芯片式
合成技术,第二级使用电路合成技术,第三级使用空间功率合成,通过级联的方式合
成大功率的放大网络,当然根据实际情况我们还可以采用其他的混合方法。
1.3  国内外发展动态
1.3.1  国外发展动态
1968年,Josenhans 首先提出了功率合成的概念,他利用芯片式合成的方式在
13GHZ下达到了4.5W 的输出功率,在国际引起极大反响。
在1971年,国外就开始在电路功率合成领域进行研究,Kurodawa和Magalhaes 提出
了电路谐振式的功率合成技术,虽然后来得到极大发展但因为合成带宽较窄所以受到
限制。
到了上世纪八十年代,Geddes等人在30GHZ 利用场效应管研制出了下图的功放,
可达到110mW的输出功率,这在当时的场效应管来说已经是最高的了。
1995年,又有人提出了波导内探针耦合的链式功率合成方法。这种方法可以实现行
波特性。 毫米波波导功率合成器的设计仿真(2):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_10571.html
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