【摘要】：當前,以通信系統(tǒng)與雷達系統(tǒng)為代表的現(xiàn)代電子系統(tǒng)中,寬帶波導功分網(wǎng)絡是其中必不可少的核心組成單元,在構建天線陣列饋電網(wǎng)絡,多通道收發(fā)組件等系統(tǒng)時均扮演著舉足輕重的作用,尤其在固態(tài)功率放大器應用中,功率分配合成網(wǎng)絡的工作帶寬、插入損耗、輸出端口間幅度和相位的一致性以及隔離度等特性是實現(xiàn)固態(tài)高功率分配合成組件的關鍵所在,同時也是衡量一個功率分配合成網(wǎng)絡性能優(yōu)劣的指標所在。本文首先分析了實際工程應用中經(jīng)典的組成波導功分網(wǎng)絡的基本單元,并在此基礎上提出了一種新穎的寬帶五端口波導功率分配合成結構。該功率分配合成結構具有工作帶寬寬,輸出端口間的幅相一致性和隔離度高以及加工裝配簡單等特點�；谠搫�(chuàng)新結構設計的寬帶波導功率分配合成網(wǎng)絡很好的解決了網(wǎng)絡輸出端口間相位和幅度一致性以及高隔離度的技術難題。針對本論文提出的創(chuàng)新結構以及對寬帶波導功率分配合成網(wǎng)絡的研究,本論文的主要研究內容如下:第一,研究了國內外寬帶波導功率分配合成網(wǎng)絡器件的研究現(xiàn)狀及研究進展,詳細分析了實際工程中常用于設計功率分配網(wǎng)絡的四端口器件網(wǎng)絡的散射矩陣特性。并針對基于波導窄邊裂縫耦合的四端口Riblet耦合器和六端口波導耦合器進行了基本的理論分析。進而在此基礎上,提出了一種結構新穎的五端口波導功率分配合成結構并對其進行了基本的原理分析。第二,基于前文的理論研究方法,設計實現(xiàn)了一款窄帶(12.2%)一分二的波導功率分配合成單元,實測數(shù)據(jù)表明,在31GHz-35GHz的工作帶寬內,該結構的插入損耗小于0.2dB,輸入端口反射系數(shù)優(yōu)于20dB,輸出端口間的幅度和相位不平衡度優(yōu)于±0.1dB和±0.7°,隔離度優(yōu)于17dB。并根據(jù)實測結果對窄帶單元進行了改進,研制了一款工作在Ka波段寬帶(21.2%)一分二功率分配合成單元第三,在前文研制的一分二波導功率分配合成單元的研究基礎上,設計實現(xiàn)了一款2n型一分八寬帶波導功率分配合成網(wǎng)絡,實測結果表明,在21%的相對帶寬內,該波導功率分配合成網(wǎng)絡的插損小于0.35dB,輸入輸出端口的反射系數(shù)優(yōu)于15dB,輸出端口間的幅度和相位的不平衡度優(yōu)于±0.2dB和±1.5°,隔離度高于17dB�；谠撘环职司W(wǎng)絡的實測結果,研制了一款非2n型的一分十波導功分網(wǎng)絡。最后,對本論文所做的研究內容進行了總結,以及對今后的研究工作和方向進行了展望。
[Abstract]:At present, in the modern electronic system represented by communication system and radar system, wideband waveguide power distribution network is the essential component unit, and the antenna array feed network is constructed. Multi-channel transceiver modules play an important role in systems, especially in solid-state power amplifier applications, power distribution synthesis network bandwidth, insertion loss, The characteristics of amplitude and phase consistency and isolation between output ports are the key to realize the solid-state high-power distribution synthesis module, and are also the index to evaluate the performance of a power distribution synthesis network. In this paper, the basic elements of the classical waveguide power distribution network in practical engineering applications are analyzed, and a novel broadband five-port waveguide power distribution composite structure is proposed. The power distribution synthesis structure has the advantages of wide working bandwidth, high amplitude-phase consistency and isolation between output ports, and simple processing and assembly. The wideband waveguide power distribution synthesis network based on this innovative structure solves the technical problems of phase and amplitude consistency and high isolation between the output ports of the network. The main contents of this thesis are as follows: first, the main contents of this thesis are as follows: In this paper, the research status and progress of broadband waveguide power distribution synthesis network devices at home and abroad are studied, and the scattering matrix characteristics of four-port device networks, which are often used to design power distribution networks in practical engineering, are analyzed in detail. The basic theoretical analysis of four-port Riblet coupler and six-port waveguide coupler based on waveguide narrow-side crack coupling is presented. On the basis of this, a novel five-port waveguide power distribution synthesis structure is proposed and its basic principle is analyzed. Secondly, based on the previous theoretical research method, a waveguide power distribution synthesis unit with a narrow band (12.2%) is designed and implemented. The measured data show that the insertion loss of the structure is less than 0.2 dB in the operating bandwidth of 31GHz-35GHz. The reflection coefficient of the input port is better than 20 dB, the amplitude and phase imbalance between the output ports is better than 鹵0.1dB and 鹵0.7 擄, and the isolation is better than 17 dB. According to the measured results, the narrowband unit is improved, and a Ka broadband (21.2%) 1 / 2 power distribution synthesizer is developed, which is based on the research of the 1 / 2 waveguide power distribution synthesizer, which has been developed in the previous paper. A 2n type one-eight wideband waveguide power distribution composite network is designed and implemented. The measured results show that the insertion loss of the waveguide power distribution synthesis network is less than 0.35 dB, and the reflection coefficient of the input and output ports is better than 15 dB. The unbalance of amplitude and phase between the output ports is better than 鹵0.2dB and 鹵1.5 擄, and the isolation is higher than 17 dB. Based on the measured results of the sub-eight network, a non-2n type one-tenth-waveguide power distribution network is developed. Finally, the research content of this paper is summarized, and the future research work and direction are prospected.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN814

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本文編號：2370479