一款X波段功率合成器的設(shè)計與仿真

郭 垚

(西安電子工程研究所 西安 710100)

0 引言

在傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)中，原X波段雷達(dá)電真空發(fā)射機(jī)存在壽命短，可靠性差，開機(jī)燈絲預(yù)熱時間長等現(xiàn)象，造成現(xiàn)有X波段雷達(dá)無法穩(wěn)定使用。固態(tài)發(fā)射機(jī)因其高穩(wěn)定性、高可靠性、高效率等等優(yōu)點成為電真空發(fā)射機(jī)的替代產(chǎn)品。由于高頻段固態(tài)功率放大器輸出功率較小，因此需要功率合成。在此基礎(chǔ)上，本文設(shè)計了一款八路帶狀線功率合成器，中心頻帶為X波段(10～11GHz)，功率容量較大，兼具小型化和模塊化的特點。

1 10～11GHz八路功率合成器設(shè)計與仿真

1.1 傳輸線選擇

一般來說，傳統(tǒng)傳輸線如帶狀線、同軸線、矩形波導(dǎo)或者微帶等等如果要傳輸大功率，例如同軸線、波導(dǎo)其尺寸通常較大，微帶線的功率容量由于結(jié)構(gòu)的限制一般較小，因此綜合考慮功率容量、物理尺寸、加工難度及與其他器件集成的能力等等，選用帶狀線作為功率傳輸線。

帶狀線是由上下兩塊接地板和位于兩接地板中心對稱面上的中心導(dǎo)帶組成，圖1中、分別表示導(dǎo)帶的寬度和厚度，表示兩接地板之間的距離。計算導(dǎo)帶厚度不為0時帶狀線的特性阻抗是比較困難的，目前大多采用柯恩(Cohn)利用部分電容概念導(dǎo)出的公式進(jìn)行近似計算。

圖1 帶狀線結(jié)構(gòu)

在寬導(dǎo)帶(-)>035的情況下，應(yīng)用部分電容的概念，得到帶狀線的特性阻抗的計算方式

(1)

當(dāng)帶狀線的上下接地板間距、導(dǎo)帶厚度和寬度確定后，為減少帶狀線在橫截面方向的能量泄漏，上下接地板的寬度取3倍導(dǎo)帶寬度。對……