论文部分内容阅读
在毫米波系统中，毫米波放大器有着极其重要的地位和作用，它的性能直接影响着整个毫米波系统的性能。在充分考虑了毫米波放大器的散热和装配工艺后，本文研制了三个Ka波段毫米波放大器：Ka波段驱动放大器、Ka波段功率放大器和Ka波段功率合成放大器。本文首先采用HMMC-5040芯片研制了一个Ka波段驱动放大器，测试结果表明，驱动放大器在20GHz~37.5GHz的频段内输入输出反射系数良好，增益基本在18dB左右，1dB压缩点输出功率在14dBm以上，最大有17.1dBm；但在37.5GHz~40GHz的频段内，驱动放大器的S参数恶化，1dB压缩点输出功率也迅速降低。接着又采用TGA4516芯片研制了一个Ka波段功率放大器，测试结果表明，功率放大器在31GHz~37GHz的频段内输入输出反射系数基本达到指标要求，增益也在14dB~15dB之间，饱和输出功率都在27dBm以上，达到设计指标的要求。最后本文采用XL1000芯片研制了一个Ka波段功率合成放大器。在设计之初，本文分析了各个因素对合成效率的影响，详细讨论了各种不同的功率合成方案和电路形式的优劣，并依此选择了一种电路体积小、易于实现的功率合成方案。接着简单介绍了基片集成波导的结构和特点，设计出它的尺寸，仿真了一种基片集成波导与微带线的过渡结构和两种直角转弯结构，然后分别仿真了T形和Y形以及变形Y形这三种两路功分器，在对比了它们的性能后用T形功分结构设计了一个两路功率分配合成电路，并结合T形和Y形功分结构设计了一个四路功率分配合成电路。两路功率分配合成电路的测试结果表明，在33GHz~37GHz的频段内电路的输入输出反射系数在-12.5dB以下，插入损耗在1.15dB左右。最后在此两路功率分配合成电路的基础上制作了一个Ka波段功率合成放大器，测试结果表明，在33GHz~37GHz的频段内合成放大器的输入输出反射系数较低，增益都在14dB以上，饱和输出功率也都在11dBm以上，经估算，合成效率在77%左右，基本符合设计指标要求。