新型 Ka 波段四路空间功率分配／合成网络设计

新型Ｋａ波段四路空间功率分配／合成网络设计

笪余生，赵永久

（南京航空航天大学电子信息工程学院，南京　２１００１６）

摘　要：提出了一种新型四路空间功率分配／合成网络。网络能够完成一个波导端口与四个微带端口相互之间的等功率分配和合成，在网络工作频段２９～３１ＧＨｚ范围内，分配（合成）损耗约为０．２ｄＢ。该网络能够方便地集成固态高功率器件如微波集成功率放大芯片，从而实现高功率合成放大技术。为了改进分配与合成时各微带端口之间的隔离性，还设计了一种基于改进型波导至微带的双探针传输结构的四路空间功率分配／合成网络。改进的双探针传输结构对应的微带端口之间的隔离度在２９～３１ＧＨｚ频率范围内大于１２ｄＢ。对两个四路网络背靠背对接的实物进行测试，结果显示其插入损耗约为１．５ｄＢ，回波损耗为１５ｄＢ。

关键词：功率合成；双探针过渡；四路；毫米波；高隔离度

中图分类号：ＴＮ６２６；ＴＮ７３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３－５０４８（２０１３）０３－００２１－０４ＤｅｓｉｇｎｏｆＮｏｖｅｌＫａ－ＢａｎｄＦｏｕｒ－ＷａｙＳｐａｔｉａｌＰｏｗｅｒ

Ｄｉｖｉｄｉｎｇ／ＣｏｍｂｉｎｉｎｇＮｅｔｗｏｒｋ

ＤＡＹｕ－ｓｈｅｎｇ，ＺＨＡＯＹｏｎｇ－ｊｉｕ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｆｏｕｒ－ｗａｙｓｐａｔｉａｌｐｏｗｅｒｄｉｖｉｄｉｎｇ／ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｄｅ－ｓｉｇｎｅｄｅｍｐｌｏｙｉｎｇｔｗｏｗａｖｅｇｕｉｄｅｔｏｄｕａｌ－ｐｒｏｂｅｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｐｏｗｅｒｄｉｖｉｄｉｎｇ／ｃｏｍｂｉ－ｎｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋａｃｈｉｅｖｅｓｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｆｏｕｒ－ｗａｙｐｏｗｅｒｄｉｖｉｄｉｎｇ／ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈａｌｏｓｓｏｆａｂｏｕｔ０．２ｄＢｉｎ２９～３１ＧＨｚ．Ｉｔｉｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｆｏｒｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｎｅｔｗｏｒｋｔｏｉｎｔｅｇｒａｔｅｓｏｌｉｄ－ｓａｔｅｈｉｇｈｐｏｗｅｒｄｅｖｉｃｅｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｈｉｇｈｐｏｗｅｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｕｃｈａｓＭＭＩＣｐｏｗｅｒｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ．Ｔｏｏｂｔａｉｎｂｅｔｔｅｒｉｓｏｌａｔｉｏｎ，ａｎｅｗｎｅｔｗｏｒｋｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｕｓｉｎｇｔｗｏｉｍｐｒｏｖｅｄｄｕａｌ－ｐｒｏｂｅｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｐｒｏｂｅｓａｒｅａｔｔａｃｈｅｄｂｙａｒｅｓｉｓ－ｔｏｒ，ｉｎｔｈｉｓｗａｙｔｈｅｉｓｏｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｒｏｂｅｓａｒｅｂｅｔｔｅｒｔｈａｎ１２ｄＢｉｎ２９～３１ＧＨｚ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｂａｃｋ－ｔｏ－ｂａｃｋｉｎｓｅｒｔｉｏｎｌｏｓｓｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１．５ｄＢａｎｄｔｈｅｒｅｔｕｒｎｌｏｓｓｉｓ１５ｄＢ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒｃｏｍｂｉｎｉｎｇ；ｄｕａｌ－ｐｒｏｂｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ；ｆｏｕｒ－ｗａｙ；ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅ；ｈｉｇｈｉｓｏｌａｔｉｏｎ

０　引 言

为了满足现代通信与雷达系统中高效率与高功率的需求，毫米波固态功率合成技术越来越受到挑战。毫米波频率范围内，由于固态电路传输线

收稿日期：２０１２－１０－２５

基金项目：江苏省高校优势学科建设工程资助项目

作者简介：笪余生（１９８７－），男，安徽桐城人，硕士研究生，研究方向是微波毫米波器件与电路设计。的高损耗和固态器件的低输出功率，高效率与高功率的固态功率合成网络是很难实现的［１－３］。利用同轴线的传输特性，有人设计了Ｋａ波段的功率合成网络［２－３］。另外，由于毫米波电路尺寸很小，设计多路固态电路的功率合成网络是非常困难的。为了获得低损耗、高输出功率和高效率等特性，Ｋａ波段通信与雷达系统的功率合成器可以使用波导结构，一些基于波导的合成网络已经被提出［４－７］。

本文中，首先提出了一种新型的基于波导的

２０１３年第３期２０１３年６月

航空兵器

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WAVESTREAM 8_16_25_32_40 Ku-band BUC中文手册

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目录 1、引言 (3) 1.1、保修 (3) 1.2、技术支持 (3) 1.3、设备维修服务 (3) 1.4、注意事项 (3) 2、安全 (5) 2.1、避免水和连接器上的水分 (5) 2.2、保证设备通风 (5) 2.3、使用正确的电源 (5) 2.4、防止雷击和电源浪涌 (6) 2.5、禁止往设备内插如异物 (6) 3、系统描述 (7) 3.1、空间功率合成 (7) 3.2、接口与外形尺寸 (8) 3.2.1、“IF IN”连接器（J1） (8) 3.2.2、“RF OUT”连接器（J2） (8) 3.2.3、DC和监控（J3） (8) 3.2.4、LED指示灯 (11) 3.2.5、安装面尺寸 (11) 3.2.6、风扇 (14) 3.2.7、监控电缆 (14) 4、连接和配置功放 (15) 4.1、设备开箱 (15) 4.2、配件，可能附带以下配件以协助单元的安装： (15) 4.3、检查设备的接口 (15) 4.4、检查配套电缆 (15) 4.5、将本装置安装 (16) 4.6、启动发射开关 (16) 5、技术参数： (17) 6、维护与保养 (20) 6.1、一般性维护 (20) 6.2、风扇组件的更换 (20) 7、规范与标准 (21) 7.1、标准规定认证 (21) 7.2、EC符合性声明 (21) 8、故障诊断 (22) 8.1、两个LED灯不亮，风扇转 (22) 8.1.1、首先检查功放TX为启用状态 (22) 8.1.2、然后确认IF输入和RF输出 (22) 8.2、两个LED灯不亮，风扇也不转 (22) 8.2.1、首先确认供电航空头有直流电 (23) 8.2.2、然后检查DC和M＆C航空头连接是否充分。 (23) 8.3、“LOL”黄灯亮 (23) 8.3.1、首先确认调制器10MHz (23) 8.3.2、然后检查连接 (23) 8.4、“SUM FLT”红灯亮 (23) 8.4.1、首先检查风扇和通风 (23) 8.4.2、通过监控查看温度 (23)

Ka频段固态功放设计方案

Ka频段固态功率放大器技术设计方案 -50W功率放大器技术指标： 1．Ka波段10W 10W-50W 技术指标项目数据备注频率范围29~31GHz或25~27.5GHz可按需要的定制输出功率(P1dB)10-50W(40dBm-47dBm) 最大安全输入功率+10dBm 线性增益≥50dB-55dB 增益调节范围20dB(步进1dB)数控衰减增益平坦度(25℃)峰峰值≤0.5dB任意40MHz频段增益变化(工作温度内)≤±1.0dB AM/PM变化≤3°/dB P1dB回退3dB 杂散≤-60dBc在P1dB输出二次谐波≤-60dBc在P1dB输出群时延变化线性≤0.04ns/MHz 任意±3MHz带内 抛物线≤0.006ns/MHz 峰峰值≤2ns 24小时时延变化≤1ns 驻波比输入: 1.3:1 输出: 1.5:1 保护功能过反射保护,过热保护,过流﹑过压保护 远控监控串口Ethernct网口 两路RF输入开关 接口形式RF输入:K(两路)(或WR-28两路) RF输出:WR-28 RF输出耦合口(耦合度-40dBc);K-阴 供电220VAC±10%,47~63Hz 工作模式1:1模式或1:2模式 工作温度-50~+60℃ 存储温度-55~+85℃ 功放使用环境室外:温度:-50~+60℃ 湿度:0~100%(无冷凝) 海拔高度:<2000m 其它要求防雨淋,防盐雾(室外机) MTBF>20000小时

2．功放设计框图： 例如一个Ka频段P1@dB输出10W框图： 3.波导内空间功率合成放大器技术实施方案 3.1功率合成放大器电路结构 在雷达、电子干扰和通信发射机中，经常需要使用具有较大输出功率的放大模块。在毫米波频段，由于单个固态器件的输出功率非常有限，要获取系统所需输出功率电平就必须采用功率合成技术。固态功率合成放大器相对磁控管、行波管等电真空器件而言，除具有可靠性高，体积小、重量轻、交调特性好、功耗低、维护费低、直流电压低、对人员更安全等优点外，还能在一路或几路放大器出现故障的情况下保证系统继续工作而不会完全失效，只是在性能上有所下降，即所谓的“故障弱化”特性。 下图为目前微波固态功率合成技术的分类。

Ka波段微带带通滤波器研究

Ka波段微带带通滤波器研究 杨健樊勇张显静 电子科技大学电子工程学院成都 610054 摘要：本文利用ADS仿真软件，在微带软基片上，采用微带平行耦合的电路结构，在Ka波段35GHz频率上，优化设计了毫米波带通滤波器，得到了比较理想的实验结果：中心频率为35.05GHz，1dB带宽为2.1GHz，插入损耗为2dB。 关键词：微带，带通滤波器。 Design A Band-Pass Filter In Ka-Band Jian-Yang Yong- Fan Xianjing- Zhang School of Electronic Engineering, UESTC, ChengDu 610054 Abstract: In this paper , by using the ADS(Advanced Design System 2003A) ,a millimeter wave Band-Pass Filter (BPF) was proposed on the soft substrate of microstrip at 35 GHz in Ka-band which based on the parallel-coupling of the microstrip circuits, and we got the following performance: the center frequency was 35.05GHz, 1dB bandwidth was 2.1GHz, insertion loss was 2dB. Key words: microstrip, Band-Pass Filter (BPF). 一、引言 现代通信技术的发展，雷达和空间电子技术也得到迅速发展．对设备的体积、质量与可靠性都提出了更高的要求。虽然与波导结构的滤波器相比，微带平行耦合线带通滤波器有较大的损耗，特别是到了高频段，但在某些场合(如星载小功率本振信号的杂波与谐波抑制等)，差损不是最关键指标，而必须综合考虑电性能、结构、体积、质量、可靠性等多种因素。精确设计的微带平行耦合线带通滤波器是一种值得优先选取的滤波器。 本文为了减小滤波器耦合支节中的阶梯突变带来的损耗，从而影响滤波器的性能，对滤波器的耦合支节微带线的宽度合理限制，再利用ADS的优化功能，对其耦合支节的长度、宽度和缝隙合理优化，根据优化结果加工了一个带通滤波器并进行了试验测试，得到了比较理想的效果，在34GHz～36.1GHz，插入损耗为2dB，通带内比较平坦。 二、拓扑与优化 本文所介绍的滤波器是一种窄带的带通滤波器，利用微带电路的平行耦合方式实现，为了使通带平坦和带外有较大损耗，本文采用5个耦合支节的平行耦合带通滤波器形式[2]，其拓扑如图1。 ２１０

波束调控准光功率合成研究

波束调控准光功率合成研究 随着毫米波技术向着频率更高的短毫米波波段和亚毫米波波段的不断发展,高功率源成为决定毫米波系统性能的关键部件。虽然电真空器件已经在毫米波段有较大的连续波输出功率,但是却存在着体积大、笨重、辅助设备庞大、成本高等不足,在要求小型化、轻型化的航空航天等领域不好应用。因此,小型紧凑的固态高功率源在航空航天等领域具有真空源难以替代的优势。 然而,由于固态器件自身的物理特性,其输出功率随着工作频率的升高而减小,这导致单一固态器件无法提供满足毫米波系统所要求的输出功率。为了利用固态器件紧凑简单、体积轻小的优点,我们必须通过功率合成技术来让固态器件在毫米波波段提供较高的输出功率以满足系统应用的要求。目前而言,功率合成技术主要分为两大类:电路功率合成技术与空间功率合成技术。 由于在短毫米波波段及亚毫米波波段,相应的规则金属波导(如矩形波导、圆波导)、微带线等传统导波系统都存在尺寸小、功率容量低、损耗大、难加工和价格贵等缺点和不足,这导致采用传输线方式的电路功率合成技术在太赫兹波段无法应用。而毫米波准光技术则是利用电磁波可以在空间无损耗地聚束传播这一特性,不仅损耗低、功率容量高,而且能够多极化、多波束工作,在短毫米波波段及太赫兹波段(传统上的亚毫米波波段)具有显著优势。本论文在实验室前期4路合成和8路合成的研究基础上,设计了两种12路准光功率合成系统,并设计了相应的光壁赋形匹配转化模块,其中在合成系统中心为椭球面结构的功率合成系统中,通过优化结构参数,合成系统的出射波束合成效率达到78.42%,中心波束占出射波束的能量为95%,中心波束与高斯主模的耦合效率为98.56%,功率合成系统最终辐射主模高斯束的效率为73.43%。

微波功率合成网络及其仿真设计

微波功率合成网络及其仿真设计 【摘要】微波功率合成网络在微波功率放大器的设计中广泛采用，以提高整体输出功率。本文探讨了功率合成网络的基本形式以及影响因素，并给出仿真设计示例。 【关键词】功率合成；微波；仿真 1 功率合成网络简介 在进行高功率微波放大器时，如果单个功放芯片输出功率达不到要求，可以采用功率合成的方法对多路进行合成，使得最终输出功率满足指标要求。功率合成技术目前主要有管芯合成、电路合成以及空间合成三种。 管芯合成是把多个管芯聚集在长度比波长小的区域上，然后加上输入匹配电路和输出匹配电路，以获得较大的输出功率。管芯功率合成的概念最早是由Josenhans提出的，其最大的好处是耗费功率较小，但是随着频率的升高，芯片尺寸的限制和芯片之间的相互影响限制了能够合成的二极管的最大数量。 电路合成技术是通过功率合成器把两个和多个功率管放大器组合在一起，以获得较大的输出功率。它的优点是各功率单元间的相互影响较小，调整方便，匹配性能好。 空间功率合成是20世纪80年代提出的一种毫米波功率合成方法，但它被人们所重视并加以研究却是在80年代后期和90年代。空间功率合成技术主要分为四类，即：由W.Lothar等人提出的准光功率合成技术，由K.Chang、T.lton等人提出的自由空间波功率合成技术，由Amir Mortazawi等人提出的采用开槽波导的自由空间功率合成器以及由A. Alexanian和R.A.York提出的波导内空间功率合成技术。 在具体功率合成器的选择方面，考虑到功率容量、频带宽度、实现难度以及一致性等方面因素，在多数情况下，金属波导由于它的低损耗以及高功率容量而被优先采用，特别是在放大器工作频带较宽，输出功率大时。本设计尝试采用波导内空间功率合成方式。 末级功率放大器将信号分为两路进行分别放大，因此涉及的是一种两路波导功率分配/合成器。这里要求的放大器工作于24-31GHz频段，因此要求设计的功率分配/合成器在此频段上必须有良好的性能。同时，为了尽可能的减小空间，功率分配/合成器也要尽可能小型化、一体化。合成网络结构如下图1所示。 2 影响合成效率的因素 功率合成网络的合成效率是其型号好换的关键。合成效率一方面受功率分配

波导空间功率分配_合成器的分析与仿真设计

第27卷　第6期桂林电子科技大学学报Vo l.27,N o.6　2007年12月Journal of G uilin University of Electronic Technology Dec.2007　波导空间功率分配/合成器的分析与仿真设计 朱祖武,曹卫平,李哲 (桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林　541004) 摘　要:提出了一种新型毫米波波导内空间功率分配/合成器结构,并通过CST软件分析了该结构中的物理参数对 结构性能的影响,最后仿真设计了一最优化的K a波段空间功率分配/合成器,结果表明在设计频带范围内,分配/ 合成器具有较小的插入损耗和回波损耗,可以应用于毫米波空间功率合成放大器的设计中。 关键词:空间功率分配/合成器;波导-微带过渡;双对鳍线 中图分类号:T N63 文献标识码:C 文章编号:1673-808X(2007)06-0465-03 Analysis and simulation design of a waveguide-based spatial power divider/combiner ZH U Zu-w u,CA O W ei-p ing,L I z he (Schoo l of Info rmatio n and com municat i o n Engineering,Guilin Universi t y of Electronic T echnolo gy,Guili n541004,China) Abstract:Intro duced a nov el K a-band w aveg uide-based spatial pow er div ider/co mbiner str uctur e,analy zed some facto rs w hich affect the per for mance of the div ider/co mbiner using CST to ols,and simulat ed design a w av eguide- based spatial pow er div ider/co mbiner w o rked in Ka band.T he result sho w s t ha t the divider/co mbiner w ith a lo w inser tio n loss and R eturn L oss in the design band,it could be used in the design o f millimeter wav e spa tial pow er combining amplifier. Key words:spat ial po w er divider/co mbiner;wav eguide-t o-m icro st rip tr ansition;antipo dal finline 随着军用和民用通信的发展,对宽带,大功率的放大器需求与日俱增。在毫米波通信雷达系统中,由于工艺的限制,单个功率源提供的功率完全不能满足通信系统的需求,为此,提出了一种空间功率合成的方案,将功率在空间中分配成多路分别进行放大然后再合成输出。空间功率合成技术中发展较快的是基于波导的空间功率合成技术,该技术采用托盘技术,实现多路功率的分配与放大,可以大大地提高波导的功率输出,同时也具有良好的散热特性和比较高的合成效率,使用广泛。波导内空间功率合成放大器设计中一个关键技术就是无源空间功率分配/合成器的设计。功率分配/合成器的性能好坏决定了整个功率放大器设计的成败,设计过程中一般要求分配合成网络在完成功率分配合成功能的同时,也具有比较低插入损耗和回波损耗,同时在设计范围内没有谐振现象产生。根据以上要求,本文将设计一Ka波段的功率分配/合成器,对电路结构和物理尺寸参数对电路的性能影响都将作分析介绍。 1　结构与原理 波导内空间功率合成放大器设计方案:对波导宽边进行多层剖分,将标准波导切分成相同的多层托盘结构,在托盘上实现功率的分配,放大合成。同时采用过渡结构实现波导模式与微带线模式之间的转换[1]。为了毫米波频段的大功率输出,必须实现更多路数的功率分配合成。波导内功率分配合成放大器主要通过两种方法来实现更多路数的分配合成:增加波导内托盘的数目和增加单个托盘上的分配合成路数。考虑到Ka波段标准波导的物理尺寸,本文采用在单个托盘上实现两路功率分配合成的方法来实现多路功率分 收稿日期:2007-11-20 作者简介:朱祖武(1984-),男,江西高安人,硕士研究生,主要研究方向为微波射频电路和天线。

Ka波段100W固态功率合成器

第10卷第9期Ka 波段100W 固态功率合成器 徐建华，蔡　昱，汪珍胜，钱兴成 （南京电子器件研究所，南京 210016） 摘　要：随着科技发展，对大功率的需求越来越高，但是单个固态功率放大器输出功率有限，功率合成技术应运而生。文章介绍了一种利用波导实现Ka 波段芯片级功率合成的方法。首先介绍了两路波导功率合成器的模型，分析了影响功率合成效率的因素，推导出合成效率最大化的条件。然后借助HFSS 软件进行仿真优化，依托精密机加工技术制作出来的波导功率合成器可以在4GHz 带宽内VSWR ＜1.5，LOSS ＜0.5dB 。合成的基本单元3W 模块由两个1.8W 的MMIC 通过Lange 桥合成，在装入壳体合成之前单独调试，确保功率相等，相位一致。最后采用该合路器在35GHz~35.4GHz 的工作频率内成功获得100W 的合成功率，合成效率达85％以上，测试数据和模拟数据基本吻合。关键词：功率合成器；波导；固态功率放大器 中图分类号：TN73 文献标识码：A 文章编号：1681-1070（2010）09-0005-03 Ka-band 100W Solid Power Combiner XU Jian-hua, CAI Y u, W ANG Zhen-sheng, QIAN Xing-cheng （Nanjing Electronic Devices Institute, Nanjing 210016, China ） Abstract: Waveguide combiner has good efficiency, which is suitable for high power and high frequency combining especially.A method of Ka-band power combining using waveguide is proposed and studied in this paper. First, a prototype 2-way waveguide combiner is presented. Some factors effecting the power combining efficiency are discussed., and the max efficiency and its condition are deduced.We use HFSS to simulate, then machining the waveguide combiner by exact process. Its VSWR ＜1.5, LOSS ＜0.5dB over 4GHz bandwidth.The 3W module is combined by two 1.8W MMICs using Lange combiner. Debuging befor assembling respectively.Insure they have equivalent power outputs and phases. Measured results show a good agreement with simu-lated ones. Output of over 100W and combining efficiency of over 85% is achieved in the band of operating frequency 35GHz ~35.4GHz. Key words:power combiner; waveguide; solid power amplifier 收稿日期：2010-06-06 封 装 、 组 装 与 测 试 第10卷，第9期V ol ．10，No ．9 电子与封装 ELECTRONICS & PACKAGING 总　第89期2010年9月 1 引言 随着半导体材料和制造工艺的进步，人们在固态微波器件领域取得了突飞猛进的进展，做到在小功率领域全部取代了电真空器件，但是在大功率领域固态器件比电真空器件功率相差约3~4个数量级 左右，这使得固态微波功率器件在大功率领域的使 用受到了限制，而固态功率合成技术可以使固态发射机的功率提高2~3个数量级。 相对于传统电真空发射机，固态发射机具有寿命长、易获得长脉冲宽度、工作电压低、不需要预热时间等优点。固态发射机可完成功率放大、对射频信号进行脉冲调制、高电压隔离变换及过压、过

Ku波段600W固态合成功放设计

-　24 - Ku 波段600W 固态合成功放设计 吴礼群，蔡　昱，成海峰，徐建华，任　重 （南京电子器件研究所微波与毫米波专用模块电路研发部，南京 210016） 摘　要：文章介绍了一种Ku 波段600W 固态合成功率放大器的工程实现。根据工程应用的实际要求，该固态功率放大器采用多芯片多级合成，每级功率合成采用了不同的合成方式。其中芯片级合成选择了微带合成方式，模块级合成选择了多腔体空间耦合合成结构，组件级合成选择了波导合成方式。固放以6.5W 的MMIC 功放单片为基本单元，共采用了128个功放单片合成出大于600W 的脉冲峰值功率，功率附加效率高达18.5％，并具有脉冲速度快、频谱纯净、体积小、可靠性高、工程上容易实现等优点。 关键词：固态功率放大器；空间功率合成；MMIC 中图分类号：TN402 文献标识码：A 文章编号：1681-1070（2011）04-0024-04 A Design of a Ku-band 600W Solid-state Power Amplifier WU Li-qun, CAI Y u, CHENG Hai-feng, XU Jian-hua, REN Zhong （Department of MW & MMW special module circuit development , Nanjing Electronic Devices Institute , Nanjing 210016, China ） Abstract: This paper shows an engineering application of a 600W Ku-band SSP A(Solid-State Power Amplifier).Multi-chips combining technique was used in this SSPA. To meet the engineering request of the product,different combining structures were used on different levels. The 6.5W MMIC amplifier was the core of the SSP A, and 600W peak power was got by 128 chips combined with the P AE of 18.5%. It also has the characteristic of speedy pulse ,pure spectrum and small size. Key words: solid-state power amplifier; spatial combining; MMIC 收稿日期：2011-03-30 电 路 设 计 1 引言 在微波应用系统中，系统发射功率的大小在一定程度上决定了整个系统的作用距离和抗干扰能力。过去50年里，获得大功率输出的方式几乎只有使用行波管（Traveling-WaveTube ）等电真空放大器。随着微波固态器件的发展，其较低的直流电压、较高的可靠性、较为紧凑的电路结构、小尺寸及轻重量等优点备受人们的青睐，其应用也日益广泛。因而在近年来，随着半导体工艺水平的不断提高，采用 GaAs 材料的微波单片集成电路（MMIC ）被广泛应 用，运用基于MMIC 的微波功率合成的方法，即通过组合若干个相干工作单元，叠加各个单元电路的输出功率，就成为提高微波发射系统功率的一种可行的技术方案 [1]。相比行波管放大器，固态功率放大器在使用寿命、工作电压、可靠性上都有明显的优势。 本文介绍了一种Ku 波段固态功率放大器的工程实现，以南京电子器件研究所生产的Ku 波段6.5W MMIC 大功率芯片为核心，通过128路合成结构，得到峰值功率大于600W ，效率大于18.5%。