功率合成

摘要： 为突破能源互联网应用中微波功率对工业应用规模和无线通信距离的限制,开展了基于S波段20 kW磁控管推移特性的两路连续波磁控管功率合成系统实验研究。从理论上分析了20 kW磁控管频率推移特性的功率合成系统的可行性和高效合成条件,从实验中完整表征20 kW磁控管的推移特性,并通过该特性成功实现了双管功率合成。测试结果表明,基于20 kW磁控管频率推移特性的功率合成系统两路合成输出功率为34.0 kW,合成效率为92.3%,合成之后的频率谱有一定改善,为磁控管在能源互联网领域的应用起到了重大推动作用。

摘要： 本文介绍了一种基于多路波导功率合成网络的Ku波段固态宽带高效率功率合成放大器设计方法。在对现有功率合成网络改进的基础上,该功率合成放大器所采用的高效率波导空间功率合成网络,具有低损耗、宽频带、良好的支路幅度和相位一致性等特点,幅度不平衡度47dBm,合成效率>80%。

摘要： 设计一种基于功率合成方式的功率放大器,工作于400~800 MHz频段范围。模块内部采用4个功放管合成的方式,可实现宽频带800 W的功率输出;内部通过多级放大的方式,可获得较高的增益和较小的带内波动。针对P频段特点,选择大功率LDMOS器件,采用基于平面微带电容混合电路的匹配电路、功率分配和合成方式,最终效率达到45%以上。

摘要： 本文针对毫米波千瓦级固态功率放大器的应用要求,设计了一款带有隔离端的变异型四端口E面波导T型合成器,设计结果显示在34~36 GHz,输入输出端口的回波损耗均小于-20 dB,隔离度优于-20 dB,频带内信号插入损耗小于0.07 dB,幅度不平衡度小于0.04 dB,相位差为(180±0.2)°。基于此T型合成器,采用八路背靠背结构测试,插入损耗小于0.6 dB,波导网络合成效率达到90%。将该结构应用于固态微波功率放大器,在34~36 GHz,测得饱和输出功率为1050~1200 W;线性增益为50~52 dB;漏极效率为22%~25%。

摘要： 高功率微波(high power microwave,HPM)在民用和国防领域具有重要的应用前景。HPM源是HPM系统的核心。相对论返波管(relativistic backward wave oscillator,RBWO)具有相对较高的功率和效率及适合重复频率工作等优点,是最重要的HPM源之一。近10年来,本文作者所在团队在RBWO方面开展了系列研究,取得的进展有:(1)提出切伦科夫辐射和渡越辐射混合产生HPM的原理,发明了速调型RBWO,输出功率达数吉瓦,束波转换效率从30%提高到60%以上;(2)提出电子束与基模和高阶模同时相互作用的双模工作机制,发明了双模工作RBWO,使低磁场RBWO功率提升了约2.5倍,转换效率从低于30%提高到42%;(3)提出通过外加注入信号对电子束进行预调制控制振荡器输出微波相位的方法,发明了牵引锁相RBWO,实现了数吉瓦微波的相位控制和功率合成。

摘要： 文章介绍了传输线变压器技术在某型短波功率合成器中的设计应用。根据传输线变压器功率合成原理,计算了工程所需合成器的传输线长度、插入损耗、磁导率和绕线匝数,进行了仿真计算。最终设计了一种功率量级达到3kW的大功率四合一合成器,并对合成器进行了调试和测试验证。文章最后阐述了该技术在短波发射领域的应用前景并提出了其他可研究的方向。

摘要： 针对市场上固态功率放大器体积大、成本高的问题,本文研制了一款Ku波段120 W小型化功放模块。该模块使用国产氮化镓芯片,基于波导E-T结形式进行6路波导功率合成,在13.50~15.35 GHz频率范围内连续波输出功率大于120 W,优势在于体积小、功率大、成本低和完善的监控保护功能。

摘要： 采用65nm CMOS工艺设计了一款基于四路功率合成的77 GHz(E波段)功率放大器。采用电容中和技术抵消密勒电容的负面效应;利用功率合成技术解决MOS管低击穿电压引起的低输出电压摆幅的问题,将多路输出功率高效合成以实现高功率输出。采用共轭匹配和多频点叠加的带宽拓展技术,有效实现电路阻抗匹配和带宽拓展。后仿真结果表明,在79GHz处,该功率放大器的最大增益为20.5dB,-3dB带宽为64GHz~86GHz,输出功率1dB压缩点为12.7dBm,饱和输出功率16.6 dBm,峰值功率附加效率为16.5%。该功率放大器版图面积为0.29 mm^(2);在1.2V供电电压下,功耗为211mW。

摘要： 提出了一款输出频率覆盖整个Q波段的高功率固态有源四倍频器模块。倍频器基于混合集成电路技术实现,采用有源二倍频—功率放大—功率分配—无源二倍频—功率合成的拓扑结构。在前级采用基于悬置带线的180°反相器进行功分器设计,以实现宽带性能以及结构紧凑性。在无源二倍频时,采用两个分立的MA4E1310肖特基二极管组成非平衡倍频结构获取其二次谐波,并通过波导双探针进行合成输出,以此突破单个二极管的功率容量制约,进而提高倍频输出功率。测试结果表明,固态倍频源模块在5.5 V/0.9 A的直流偏置以及5 dBm的输入功率下,可以在33~50 GHz全波导频率范围内获得15~19 dBm的输出功率。

摘要： 本文分析了功率合成电路的工作原理,并通过实例具体推算剖析了发射机在不同状态下打开功放时对电压、电流以及功率的影响。

摘要： 在四路注入锁频15kW连续波磁控管的相干功率合成实验中,为保证实验系统安全,本文基于LabVIEW平台开发了一套微波功率合成系统控制保护程序.本程序每40ms采集一次波导中各路微波入射功率和反射功率,如果功率异常,上位机会控制磁控管电源的PLC切断磁控管的高压供电,防止大功率反射损伤磁控管微波源.另外,实验系统中水负载、磁控管、环行器都需要水冷散热.本程序每200ms采集一次大功率水负载、磁控管和环行器的冷却水流量和水温,能够在实验系统发生故障时及时报警.基于LabVIEW的数据自动采集克服了传统分布式测量仪器相互独立运行,无法进行数据交互的缺点.该监控系统实现了对大功率磁控管功率合成系统保护的功能.

摘要： 为了提高基于雪崩三极管级联的超宽带电磁脉冲源的输出功率,以其作为脉冲子源,提出了对两路相同的脉冲子源进行功率合成,分析了该脉冲子源的频率参数.根据输出脉冲的宽频带、陡前沿等特点,利用ADS仿真软件对三节、四节和七节功率合成模块进行了仿真和优化设计,最终确定并研制了最优的三节功率合成模块,通过实际测试得出:在脉冲子源的工作频带内,其输入和输出端口的回波损耗的最大值为-26dB,传输损耗基本保持在-3.2dB,输入端口间的隔离度的最大值为-28dB,该功率合成模块的仿真结果与实验验证基本一致,可以满足频带在200MHz至1.2GHz高稳定度脉冲源的功率合成.

摘要： 研究与测试了基于连续波磁控管的微波功率合成系统.这是基于连续波磁控管研究大功率微波源的基本方法.单支磁控管由于器件物理机制、工艺结构等固有限制而存在功率容量的极限,面对应用领域对高功率微波的需求,对多支磁控管进行相干功率合成成为获取高功率微波的一个有效途径.小功率连续波磁控管将被用于注入锁定以进行微波功率相干合成.两路S波段1kW连续波磁控管在相应频率且处于同相位时成功实现功率合成.

摘要： 介绍了一种基于常规速调管功率合成和脉冲压缩的微波源系统,该系统主要由感应叠加型全固态调制器、速调管、功率合成器及脉冲压缩装置等组成.使用一台调制器同时驱动2只速调管,经功率合成和脉冲压缩后,输出峰值功率可达200 MW、脉冲宽度约400ns、重复频率25Hz.这种高功率微波源具有峰值功率高、稳定性好和持续运行时间长等特点,在大型粒子加速器、高功率雷达发射机及强电磁辐射环境发生器等方面具有广泛应用前景.

摘要： 本文介绍了一款频段44GHz～46GHz,采用对极鳍线微带过渡结构的功率放大器设计方法.本文对对极鳍线微带过渡结构进行模拟仿真并测试背靠背结构的插入损耗,其插入损耗在44GHz～46GHz频段内小于2dB.电路设计中采用金丝键合工艺连接裸片与微带电路,并用HFSS对其进行仿真.选用2W裸片进行装配,测试结果表明在44GHz～46GHz频段内,饱和功率输出1.3W以上,增益大于13dB,效率在8％以上.以此模块为基本单元电路,利用功率合成技术完成Q波段高功率放大器单机的设计.

摘要： 本文设计了一种Ku波段宽带四路圆极化器,配以合适的喇叭天线,发射时具有四路功率合成的功能,接收时能方便的形成单脉冲天线需要的和差波束.该极化器能承受高的微波功率,同时极化器的尺寸较小,能很好的抑制不需要的高次模.由于频段较高,四路极化器集成在一起,加工比较困难,本文提出了一种设计方法,较好地解决了这个问题.测试结果表明2dB轴比带宽超过了12％.

摘要： 由于单个磁控管的功率容量有限,为了满足工业上对大功率微波源的需要,通过注入锁定技术来稳定磁控管的频谱相位特性,进而可以通过相干功率合成得到高效率的大功率合成微波源.本文成功进行了2.45GHz连续波磁控管的注入锁定实验,并对磁控管的注入锁定特性进行了相关的实验研究,为多路功率合成实验的进行奠定实验基础.实验中用32.2W的单一频率信号锁定一个15kW磁控管,输出功率达到13.2kW.随着注入功率的增加,注入锁定带宽可以拓展到4MHz.注入锁定磁控管的输出信号相位稳定,通过调节注入信号相位可以达到调节磁控管输出信号相位的目的.

摘要： 介绍了一种采用单根传输线产生2个矩形纳秒脉冲,再用传输线变压器(TLTs)对2个脉冲进行功率合成产生纳秒矩形脉冲的发生器线路结构.对线路结构进行了理论分析和仿真,开展了发生器线路结构的实验研究.在原理性试验中,利用该线路,用单个固体开关产生了脉冲宽度20ns、重复频率20kHz、电压约700V/100Ω的矩形脉冲.该实验证实了该线路可以产生纳秒矩形脉冲.应用该结构开展了串联固体开关的高压脉冲产生线路实验研究,根据输出脉冲波形特性及试验线路的建模仿真,提出了波形优化设计的一些建议.

摘要： 本文提出了一种新型低阻抗高功率微波源,该微波源能在单个器件内产生两束锁相的相干高功率微波,对两束相干微波进行功率合成有望在单个高功率微波器件中实现更高的功率输出.PIC模拟结果显示,在687kV电压0.8T磁场时,该微波源整体阻抗36欧姆,两束微波的频率都为9.72GHz,输出功率分别为1.20GW和2.58GW,功率效率分别为28％和30％;两束输出微波之间频率抖动小于±3MHz,相位差抖动小于±3°.

摘要： 基于L波段500W的LDMOS功放管,本文成功实现一款900W的固态脉冲功率放大模块;实验结果表明,该脉冲功率放大器可应用于航管频段的ATC应答机、塔康等高功率发射机中,为航管高功率发射机提供一种低成本解决方案.

摘要： 本发明公开了一种任意功率比波导功率分配、合成方法及分配、合成器。本发明的任意功率比波导功率分配方法，其步骤包括：1)将一路微波功率等分为两路等幅同相的微波功率信号，并对其中一路微波功率信号进行相移；使得两路微波功率信号幅度相同且存在相位差为kπ+θ；2)将步骤1)处理后的一路微波功率信号输入魔T的第三端口、另一路微波功率信号输入魔T的第四端口，在魔T的第一端口、第二端口实现任意功率比输出；其中魔T包括用于输出微波功率的第一端口、第二端口，以及用于接收输入微波功率的第三端口、第四端口。本发明既可以解决加速器中末端微波功率的回收利用，也可以解决单个微波源的微波功率的任意比例分配。

摘要： 本发明属于高功率微波技术领域，具体涉及一种全圆波导高功率容量四路功率合成器及四路功率合成方法。该功率合成器包括TE

摘要： 本发明提供一种叠层变压器式功率合成器及串并联混合功率合成结构，涉及功率合成技术领域。本发明的叠层变压器式功率合成器类似一种三明治结构，连接输出端的叠层线圈可形成对连接至差分功率放大器的线圈的上下叠层包裹效果，可以有效提高该串联变压器式功率合成器的耦合系数，以实现减小功率合成损耗提高功率合成效率的目的。本发明的串并联混合功率合成结构中，通过叠层变压器式功率合成器和T型并联功率合成器的结合，进一步减小功率合成损耗提高功率合成效率。多组带加载电容的耦合线结构相互并联后可形成T型并联功率合成器，能够在较小的面积内实现并联功率合成和大变换比的负载阻抗变换，可有效降低串联合成结构的阻抗变换压力。

摘要： 本公开公开的单面双脊双探针波导功率分配器、功率合成器及合成方法，包括：第一级脊波导功分器、第二级脊波导功分器和波导‑微带探针功分器；第一级脊波导功分器包括一个输入端口和两个输出端口；第二级脊波导功分器包括一个输入端口和两个输出端口；波导‑微带探针功分器包括脊波导输入端口和微带探针的输出端口；第一级脊波导功分器的两个输出端口分别与第二级脊波导功分器的输入端口连接；第二级脊波导功分器的两个输出端口分别与波导‑微带探针功分器的脊波导输入端口连接。可以在毫米波频段内实现宽带频率覆盖，具有宽频带、大功率、高效率及低损耗等优点。

摘要： 本发明公开了基于片上功率合成的太赫兹二倍频器及功率合成方法，基于片上功率合成方案的二倍频器结构包括矩形波导输入端口、肖特基二极管倍频电路和矩形波导输出端口，所述的肖特基二极管倍频电路包括GaAs基片和位于该基片上成对的输入微带探针、肖特基二极管、带通滤波器、输出微带探针、低通滤波器以及直流偏置电路；输入信号在矩形波导输入端口处利用金属脊和波导‑微带探针过渡实现了空间功率分配，倍频信号在矩形波导输出端口处利用微带探针‑波导过渡实现了空间功率合成，从而极大减小了结构的电长度，进而实现了结构紧凑和低损耗性能，为所设计的太赫兹二倍频器提供了额外增益，此外也具有更容易装配和散热特性更好的优点。

摘要： 本发明涉及一种具有冷却体(40)的功率合成器(10)。所述功率合成器(10)具有至少一个第一电导体(14)以及第二电导体(16)。所述第一电导体(14)和所述第二电导体(16)在总体上尽量等距地与所述冷却体(40)间隔开。为此，所述第一电导体(14)以及所述第二电导体(16)交替地靠近或远离所述冷却体(40)布置。替代地或附加地，所述冷却体(40)可以布置在所述第一电导体(14)与所述第二电导体(16)之间。替代地或附加地，所述第一电导体(14)和所述第二电导体(16)尽量分成平行的导体段(14a、14b、16a、16b)，其中，所述导体段(14a、14b、16a、16b)与所述冷却体(40)如此间隔开，使得所述第一电导体(14)以及所述第二电导体(16)在总体上尽量与所述冷却体(40)等距地间隔开。

摘要： 本发明涉及一种经平衡的LC合成器形式的功率合成器(12)，所述功率合成器(12)的输入端(14a，b)分别通过至少一个RC匹配环节(28)彼此绝缘。所述至少一个RC匹配环节(28)优选如此确定参数，使得所述输入端(14a，b)之间的连接在所述功率合成器(12)工作的情况下在至少一个位置处处于稳定电位上。进一步优选地，所述功率合成器(12)以平面的结构形式构造并且具有彼此平行延伸的能够导电的层。在能够导电的层中优选构造有至少一个电感(24a，b)以及合成器电容器(26)。此外，本发明还涉及一种具有之前所述的功率合成器(12)以及连接到至少两个所述输入端(14a，b)的高频信号源(16a，b)的功率合成器装置(10)，所述功率合成器装置优选以频率捷变的晶体管放大器的形式构造。

摘要： 本发明属于高功率微波技术领域，具体涉及一种全圆波导高功率容量四路功率合成器及四路功率合成方法。该功率合成器包括TE

摘要： 本发明公开了一种带热切换功能的4路功率合成器及4路功率合成方法，包括4个输入端口、4个3dB耦合器、1个耦合度可调的耦合器、两段固定长度的同轴传输线和两段可调长度的同轴传输线；当发射机4个功放模块中的任意一个出现故障时，通过对可调长度的同轴传输线的长度进行调整，完成功能合成器合成模式的切换，使正常工作的功放模块的输出功率能全部从功率合成器的输出端口输出，而不会有功率进入匹配负载。

摘要： 本发明公开了新型功率合成器及其构成的50‑75GHz宽带可调相功率合成网络，使得功率合成网络的相位可调，属于通讯领域。新型功率合成器，包括波导腔结构，波导腔结构包括第一级魔T、第二级魔T；第一级魔T的功分支臂分别连接第二级魔T的功分主臂；第二级魔T的功分支臂连接微带‑波导探针结构；当功率合成器用于功率分配时，第一级魔T的功分主臂作为功率合成器的信号输入端，第二级魔T的功分支臂连接的微带‑波导探针结构作为功率合成器的信号输出端；当功率合成器用于功率合成时，第一级魔T的功分主臂作为功率合成器的信号输出端，第二级魔T的功分支臂连接的微带‑波导探针结构作为功率合成器的输入端。