新型Ku波段微带功率合成电路设计与1W级放大器实现

微带Ku波段功率合成电路的设计与应用是一项关键的RF与微波技术，它针对传统单个固态器件功率输出限制的问题，通过集成和优化电路设计来提升功率水平。本论文的核心内容聚焦在一种新型结构的Wilkinson功分器上，这种功分器作为功率分配和合成的关键组件，被用于设计出高效率的平衡式功率合成电路。 首先，论文详细介绍了作者提出的新型Wilkinson功分器，其结构旨在解决原有设计中由于隔离电阻体积小导致的耦合问题，通过改进设计，保持了电路的宽频特性，这对于Ku波段（13~16 GHz）的高效工作至关重要。Wilkinson功分器在此电路中起到了输入和输出功率分配的作用，保证了功率的均衡分配，降低了失真。 接着，论文结合了双Schiffman正交移相器和MMIC（微电子机械集成电路）芯片，这使得电路能够实现精确的相位控制和高性能放大。MMIC芯片如TGF2508-SM，作为功率放大器的核心元件，其1dB功率压缩点功率高达28dBm，表明其在高功率处理方面表现出色。 电路设计的目标是在保持小信号增益大于20 dB的同时，实现大于80%的合成效率，这意味着该1 W级的Ku波段功率放大器能够在13~16 GHz的频率范围内提供稳定的输出，满足实际应用的需求。这种2路功率合成技术对于扩展单个固态器件的功率输出能力有着显著的效果。 论文的创新之处在于，通过芯片级、电路级和空间级的功率合成方法，不仅提高了功率放大器的整体性能，而且展示了在Ku波段的功率放大技术上的突破。与早期的工作相比，如1999年Kohji Matsunag等人利用MMIC技术在Ka频段实现的3 W连续波输出功率，本文的研究更进一步，具有更高的实用性和潜在的应用前景。 这项研究对微波和毫米波功率半导体器件的发展具有重要意义，为功率合成技术提供了新的设计思路和技术支持，为未来的射频通信系统和雷达等设备提供了可能的高性能解决方案。