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毫米波固态功率放大器是毫米波发射机系统中的重要部件,为了追求固态功率放大器的小型化、高功率和宽带特性,本文在大量调研V波段功率合成技术及脊间隙波导技术的基础上,结合二者的优势,探索性地提出了一种基于脊间隙波导的V波段功率合成放大器方案,该方案具有低损耗、宽带、小型化和散热良好的特点。本文首先详细介绍了 EBG结构与脊间隙波导的理论基础,分析比较了 EBG结构与电磁软硬表面的异同,并在HFSS中分别用直接传输线法和色散图法分析与验证了销钉型EBG结构的带隙特性。其次探索性地提出了一种新型脊间隙波导-矩形波导转换结构,该结构适用于V波段全频带,仿真结果表明,在51GHz-82GHz,S11低于-20dB,相对带宽达到46.6%。同时设计了一种V波段脊间隙波导-微带转换结构,仿真结果表明,在50GHz-75GHz,S11低于-20dB,相对带宽40%。然后加工并测试了单路背靠背无源结构和单路放大器,测试结果验证了两种转换结构方案的可行性。接着分析比较了 V波段微带线功分器、波导分支电桥和脊间隙波导功分器,重点设计了V波段脊间隙波导1分2功分器和1分4功分器。仿真结果表明,脊间隙波导1分2功分器在整个V波段,S11在-20dB以下。1分4功分器在51GHz-68GHz,S11低于-20dB。然后加工并测试了 2路功率分配合成网络,测试结果验证了脊间隙波导功分器方案的可行性。最后在偏置电路优化设计、介质基片和功率芯片选型的基础上,对V波段脊间隙波导4路功率合成放大器进行了设计、仿真与性能预测。其中4路功率分配合成网络的仿真结果表明,在53GHz-65GHz,S11低于-15dB,损耗在0.29dB以内。同时设计了放大器的腔体结构并对放大器进行了热仿真计算,结果验证了该方案良好的散热性能。本文对脊间隙波导在功率放大器上的应用进行了探索性研究,对脊间隙波导在有源器件上的应用具有积极的借鉴意义。