基于毫米波高次模的徑向合成技術研究

吳小帥

(中國電子科技集團公司第十三研究所，河北 石家莊 050051)

毫米波技術經過多年的發展已經通信、成像、測量等領域得到了廣泛應用。工作頻率的提升對于成像和測量系統意味著更好的精度，對通信系統則意味著更大的數據帶寬和更快的傳輸速率，開發高端頻段成為目前毫米波技術領域的熱點。功率放大器是毫米波系統的重要部件，但是單個功率器件的輸出能力隨工作頻率升高會迅速降低。為滿足系統要求，需成倍提升功率輸出能力。因此，功率合成技術是開發毫米波高端頻段的研究熱點，對開發新的系統應用、實現更好的系統性能有著重要意義。

1 理論分析

針對毫米波高頻段、太赫茲低頻段的固態功率源在很多領域的重要價值和迫切需求，提出大波導高次模的極化合成思路，開發具有頻帶寬、路數多、合成效率高、功率容量高、結構可實現性強等特點的新型功率合成技術。開展毫米波高頻段高次模徑向功率合成方案原理框圖如圖1所示。在徑向合成時，主要涉及到空間對稱模徑向合成、非全匹配網絡失配穩定性、平衡式模式變換3個主要的問題，因此對這3種技術進行研究。

圖1 方案方框圖

1.1 波導對稱模徑向功率合成方法研究

傳輸模的場結構、單模帶寬、損耗特性等決定了合成網絡大部分電氣特性，圓波導模式分布如圖2所示。如圖3所示，TE11模的場沿圓周具有一個半駐波變化，沿圓周沒有對稱性，但與其極化簡并模可合成圓極化TE11模，沿圓周具有時間對稱型，適用于任意路數的等幅度等相差徑向合成，可實現左旋和右旋兩種情況。……