设计开发
Ku波段20W脉冲功率放大器的设计
陈凯化宁
(上海航天804研究所上海200123)
与点用
摘要：本文设计了Ku波段20W脉冲功率效大器。整个放大链路由四级效大器组成选用GaAsFET以及MMIC产品作为功率放大器件。由于末级功率放大器件目前最大的单管输出功率只能达到15W,因此采用了两路合成的方法来实现榆出功率20W的指标要求。选用了威尔金森功率分配器作为功率分配/合成网络。通过ADS仿真款件的优化,给出了仿真结果,最后给出了实物的测试结果。
关键词:Ku波投脉冲功率放大器
中图分类号：TN722.11 1引言
文献标识码：A
目前，微波固态功率放大器被广泛应用于各种雷达、卫星等各种民用和军用领域，是整个无线通信系统中不可缺少的一个组成部分。随着微波电路的广泛应用和不断发展，人们所能涉及到的频率正不断向更高的范围延伸，所以对Ku波段中大功率固态功率放大器
的设计和研制具有重大的意义。 2设计过程
激液动政
RFin
图1微波功率放大器组成框图
游形或电脑
电源缆
R fot
图3Momentum仿真模型
享二08
面
站8大8
图2电路增益分配图表1输出功率测试结果
f(GHz) 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5
收稿日期：201503-06
P(w） 25.7 25 25 24.5 23.4
文章编号：1007-9416(2015)04-0132-01 2.1主要技术指标
(1)输入连续波信号功率：大于13dBm：(2)颖率范围：12.XX± 0.1GHz;(3）微波信号为脉冲调制方式：(4)峰值输出功率不小于 20W；(5)提供电源为14.8V±0.6V直流。
2.2方案设计
根据给定的技术指标，先把微波功率放大器的框图画出，如图 1所示，微波功率放大器由四部分组成：微波开关、脉冲功放、脉冲形成电路以及电源模块组成。
微波开关：将输入的连续波信号进行脉冲调制。脉冲形成电路：输出所需要的TTL脉冲，
电源模块：为微波功放以及微波开关分别供电。其中还包括漏控电路，电压调整电路和正负电保护电路。
脉冲功放：将频率源送来的13dBm的信号放大到脉冲功率大于等于20W输出。
经过接索多个公司的产品，决定末级使用15W的微波功率砷化像场效应管。增益为6dB，1dB压缩点输出功率为42dBm。因为在所使用的频段内，15W的输出已经是目前碑化产品中输出功率最大的了.要达到技术要求的峰值功率20W，我们需要引人功率分配/合成网络，通过2个15W功放管功率合成来达到目标值。具体的电路增益分配图如图2所示。
2.3功率分配/合成器的设计
微带功率分配/合成器选用了威尔金森功率分配器作为功分与合成网络，可以根据理论公式算出R=2Z0=100Q，Z02= Z03=V2Z0=70.7Q。在ADS软件中先建立电路模型，进行仿真优化。随后在momentum二维场中再进行优化，得到如图3所示的结构。仿真结果；S21,S31<3.2dB,S33,S22<24dB,S11<18dB,S23
<-17dB,满足使用要求。 3实测结果
整个放大器联调时，在未做任何调试时，中心额率的输出功率只有10W左右，未达到输出20W的要求，经过对偏置电路，功分合成网络、放大器输入输出匹配等调试后，达到需要的指标。用峰值功率
计的探头以及30分贝衰减器测试“信号输出”端口的功率。 4结语
本课题设计了一个Ku波段20W脉冲功率放大器，选用了威尔金森功率分配器作为功率分配/合成网络，仿真和实际测试结果相
吻合，满足技术指标要求。参考文献
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[2]DvidM.Pozar，张肇仪,周乐柱等译.微波工程[M].北京：电子工业出版社2006
[3]清华大学《微带电路》编写组.微带电路[M].北京：人民邮电出版社，1975
作者简介：陈凯(1984一).男，浙江邸县人，工程师，硕士,2006年至今供职上海航天804研究所，从事微波电路设计工作
化宁(1982一)男，黑龙江齐齐哈尔人,工程师，学士，2005年至今供职上海航天804研究所，从事微波电路设计工作。
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