波导微波功率合成放大器设计

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1、中图分类号：TN73论文编号：102870416-S031学科分类号：080904硕士学位论文波导微波功率合成放大器设计研究生姓名时文文学科、专业电磁场与微波技术研究方向微波电路与子系统指导教师赵永久教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringDesignofWaveguide-B

2、asedMicrowavePowerCombiningAmplifierAThesisinElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologybyShiWenwenAdvisedbyProfessorZhaoYongjiuSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研

3、究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要功率合成技术一直是微波技术领域一个重要的研究方向，特别是近些年，随着空间通信技术的快速发展，对信号源输出功率的要求越来越高。工程

4、中常用的功率器件有两种：一种是电真空器件，另一种是固态功率器件。电真空器件能够实现大功率输出，但是器件尺寸大，造价高，工作电压高，在实际应用中具有一定的局限性。固态功率器件尺寸小、重量轻、工作电压低、稳定性好，但单个固态功率器件的输出功率有限，不能满足实际工程应用的需求，工程上通常采用功率合成技术来解决这一问题。本文介绍了功率合成放大技术理论，设计了4款波导功率分配-合成网络，并选择其中一种结构设计实现了波导功率合成放大器。本文的主要内容有：1.介绍了功率合成放大器的基本结构和主要技术指标，对增益特性和

5、合成效率进行了理论分析，并介绍了几种主要的功率合成技术；2.分析设计了4款波导功率分配-合成网络：波导行波功率分配-合成网络、阶梯波导行波功率分配-合成网络、基于波导E-T结的功率分配-合成网络、基于3dB同轴波导电桥的功率分配-合成网络；3.选取基于波导E-T结的功率分配-合成网络来加工实现功率合成放大器，功放电路采用HMC441LP3功放芯片，最终的测试结果表明：在8GHz-12GHz工作频带范围内，功率合成放大器的增益为11dB-12.2dB，带内增益平坦度约为0.6dB，饱和输出功率为22.9

6、dBm-23.6dBm，功率合成效率为72%-77%。关键词：功率合成，波导行波，波导阶梯，波导E-T结，同轴波导电桥I波导微波功率合成放大器设计ABSTRACTPowercombiningtechnologyisavaluableresearchdirectioninthemicrowavetechnologyfield.Inrecentyears,highpowersignalsourcesarenecessarywiththedevelopmentofspacecommunicationtechn

7、ology.Therearetwokindsofpowerdevicesusedinengineeringapplications,electricvacuumcomponentsandsolid-statepowerdevices.Althoughtheelectricvacuumcomponentscanachievehigherpoweroutput,thelimitationofsize,costandoperatingvoltagemaketheelectricvacuumcomponents

8、haverestrictiveinpracticalengineeringapplication.Comparedwiththeelectricvacuumcomponents,thesolid-statepowerdeviceshavegreatadvantagesinsize,weight,operatingvoltageandstability.Whiletheoutputpowerofsinglesolid-statepowerde