紧凑型Ka波段低损耗空间功率合成器设计与性能

本文档探讨了一种创新的设计——具有低损耗对称耦合结构的紧凑型 Ka 波段宽带波导行波空间功率合成器。该研究发表在《电磁学研究快报》(ProgressInElectromagneticsResearchLetters)第36卷，181-190页，2013年。作者为华南理工大学电子与信息工程学院的Zhiyong Kang、Qingxin Chu* 和 Qiongsen Wu。 在毫米波通信领域，由于单个固态器件的输出功率往往不足以满足需求，因此需要将来自多个设备的功率有效地组合在一起。这种合成器的设计目标是提供高效率的功率合并，尤其是在 Ka 波段，这是一个关键频段用于卫星通信、雷达和无线通信系统。论文的重点在于采用微带探针技术，这些探针被对称地插入到波导的宽壁上，这一设计方法能够实现四倍的耦合方式，同时保持插入损耗相对较低。 作者提到，他们提出的一种八路背靠背结构，其16分贝的回损带宽范围从30GHz扩展到39.4GHz，超过了25%，显示出出色的频率响应性能。更重要的是，插入损耗控制在小于1dB的水平，这意味着该空间功率合成器理论上可以实现超过90%的功率合并效率。这种设计对于追求高效能、小型化的毫米波系统来说是一个重要的进展，因为低损耗意味着更少的能量损失，从而提高了整体系统的效能。 传统的基于威尔金逊类型的平面分割/组合器虽然有其优点，但可能在带宽和损耗方面存在局限。相比之下，这种新型的基于宽带波导的行波空间功率合成器，结合了对称耦合结构的优势，不仅提升了性能，还展示了在紧凑尺寸下的实用性，对于推动毫米波技术的发展具有重要意义。 这篇研究论文为我们提供了关于如何通过优化波导结构来提升Ka波段宽带功率合成器性能的关键见解，这将有助于未来设计更高效、更小型化的毫米波系统组件。