V波段近距探測毫米波功率放大器設計

　　1.3.3 V波段3 dB波導分支電橋

　　兩級以上的功率合成需要建立在波導電橋基礎上，電橋的低損耗、寬頻帶以及良好的端口駐波和支路隔離是穩定可靠的功率合成技術前提。由于本項目要求的相對帶寬較窄，采用3個分支節就能達到指標要求。結構中，考慮到電橋加工可實現性，電橋波導截面尺寸適當增加，同時將波導分支節的耦合孔長度減小，寬度增加，使得所有加工尺寸>1 mm，減小機械加工難度，提高相應誤差容量，降低加工成本。這種結構上的改進，降低了合成網絡中分支電橋與波導-微帶三端口網絡的連接不連續性大小。

　　圖4為3 dB波導分支電橋模型及電磁場分析結果。電磁場分析結果表明：該電橋在頻率55～60 GHz范圍內幅度不平衡度<0.5 dB，兩輸出端口隔離度>15 dB，回波損耗<-16 dB;整個頻帶內，兩輸出口相差為恒定的90°。

　　圖5為以上兩種電橋級聯實現的毫米波波導結構的微帶集成兩級四路功率合成/分配網絡，該結構采用一個分支波導作為輸入，利用這個分支波導來實現功率的第一級二等分，然后在分支波導的兩邊關于中心對稱的位置上各開兩個槽，利用微帶探針將能量耦合出來。輸入能量的4等分即可實現，分配網絡同時可作為合成網絡使用。電磁場仿真結果表明：在要求的頻帶范圍內，四路輸出端口不平衡度<0.5 dB，輸入端口回波損耗<-15 dB;整個頻帶內，2與3端口(或4與5端口)具有理想的同相位特性，2與4或5(或3與4或5)兩輸出口相差為恒定的90°。

　　2 實物及測試

　　V波段功率放大器的實物如圖6所示。在實驗室對功放的性能進行測試，功率放大器的輸入為0 dBm，實際的功率輸出如圖7所示，在工作頻帶內，輸出功率帶內波動<0.5dB。

　　3 結束語

　　對于彈上近距探測系統應用來說，一般需要幾百mW的峰值輸出功率，采用功率合成方法實現了250 mW的V波段功率放大器的設計，實際設計結果表明，功率放大器的體積、功耗等均達到系統總體的要求，并具有較好的散熱性效果，為V波段探測系統總體方案的實現以及工程應用提供了技術保證。