Technology Analysis
技术分析
DCW
77
数字通信世界
2019.06mm自拍
在固态功率放大器的设计中，当要求的输出功率高于单个模块所输出的功率时，可以通过功率合成网络将几个模块的输出功率叠加起来。输出功率越大所需要的模块数量就越多，合路网络的设计的难度就越高。本文针对C 波段千瓦级固态功率放大器的合成需求，设计仿真了一种八合一波导合成网络。采用二进制的合路形式，以魔T 作为基本的合路单元。 1 波导魔T
波导魔T 是微波、毫米波电路的重要器件，能进行功率的分配合成，由于其功率容量大、端口驻波好、隔离度高等优点广泛应用于微波通信、卫星通信、电子对抗等系统中。 波导魔T 是微波无源电路的重要器件，它是由波导双T 加上部分匹配元件构成。波导双T 由一个E-T 和一个H-T 分支合并而成。
有线电视解码器>牙周袋从波导H-T 分支和E-T 分支的特性可知，若1口和2口都接匹配负载时，那么1口和2口的输出将是由3口进入的功率平分而得，且两边信号同相位。但是在4口输入的功率，在1口和2口得到两路平分输出，但是得到相位相反的两路信号，这是由于1，2，4端口组成的波导分支为E-T 分支，那么由4口进入的信号，在1口和2口得到方向彼此相反的电场的缘故。3臂和4臂的位置彼此垂直，那么它们的电力线也相互垂直，所以当1口和2口都接匹配负载时，或者两边接对称负载时由3口进入的信号不可能到达4端口，反之亦然。所以魔T 的3口和4口是彼此隔离的。
用普通E-H 和H-T 接头直接组成的双T 接头，由于连接处结构突变，即使双T 各臂均连接匹配负载，其各端口的反射也会很大，不能实现魔T 特性。因此在工程中实现魔T 特性，需要在双T 接头中加入调配体，以减少各端口的反射。比较常见的匹配元件有螺钉、膜片和椎体等。
2 H FSS 仿真
2.1 单路魔T 仿真
vep首先在HFSS 中建立单个魔T 的仿真模型，对匹配部件进行优化。为了简化M 魔T 的结构降低其制作的复杂性以使魔T 的生产性更强，这里仅在接头处设置匹配部件。
主要匹配部件尺寸参数进行优化，分别是R1、R2、H1、H2、H3、L ，通过改变这些参数的优化，分析对它们对魔T 性能的影响。通过优化调谐部件的几何尺寸，寻最优的S 参数状态，使用有限元法对仿真模型进行分析，确定最优的几何尺寸。通过观察发现，其中R2的对匹配频带影响较大，R2的值越大匹配频带越想高端偏移。L 的值对传输损耗影响较大，L 越小传输损耗越大。同时其他参数也对魔T 的网络参数有一定的影响。
最后得到了仿真模型的S 参数曲线。在4.4GHz~5GHz 的工作频段内1，2端口隔离度达到25dB 以上。各端口回波损耗大于15dB 。
通过对单个魔T 的仿真可以看出，这种结构的魔T ，可以满足系统使用要求，且加工方便利于生产。2.2 八合一合路网络仿真
完成单个魔T
的仿真后，对整个合路网络进行建模仿真。
力度记号
梅甘 福克斯
图1 合路网络仿真模型
整个合路网络由7个魔T 组成，最后完成一个八合一合路网络，如图1所示。因为单个魔T 已经进行了优化，最后的合路网络是基本魔T
单元的组合。所以基本不需要进行优化调整。
图2 隔离度与回波损耗S 参数曲线
仿真结果如图2所示，可以看出8个合路端口中，隔离度最差的是相邻的两个端口，隔离度22dB 以上，然后是相邻魔T 的两个端口，隔离度27dB 以上，最好的是二进制树中相邻最远的四个端口，隔离度达到35以上。各端口回波损耗也大于15dB 。满足设计要求。
3 结束语
本文针对八合一合路网络进行了设计与仿真，通过仿真结果可以看出，该功率合成网络各项指标均满足需求，适用于C 波段固态功率放大器的功率合成。
参考文献
[1]江志浩，蔡德荣，王孜.空间功率合成技术的合成效率问题研究[J]. 无线电通信技术. 2008（02）.
C 波段功率合成网络设计与仿真
李 楠
（中国电子科技集团公司第五十四研究所，石家庄 050081）
摘要：为了满足C 波段固体功率放大器对大功率合成网络的需求，提出了一种基于波导魔T 的八合一波导功率合成网络的设计方案。利用HFSS 仿真了单个魔T 及合成网络的结构，分析了调谐体的结构尺寸对合路器匹配性能的影响，仿真结果表明，在4.4~5GHz 频率范围内，该功率合成网络端口隔离度大于20dB，驻波小于1.5，可以应用在固态功率放大器中作为功率合成网络。
关键词：魔T ；固态功率放大器；功率合成doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.06.056中图分类号：TN722.75 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）06-0077-01
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