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宽频带大功率合成器的设计及仿真

作　者: 王慧丽
导　师: 石玉；杨思勇
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 宽频带大功率传输线仿真
分类号: TN73
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
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内容摘要

在无线电发射装置中,为了达到足够远的传输距离,需要将传输信号经过一系列的功率放大至足够大再进行信号传输,特别是在雷达发射机系统中,输出功率大小直接与雷达系统发现目标的能力及作用距离远近等战术指标相关;在微波系统中,需要将输入功率按一定的比例分配到各发射单元。功率合成/分配器即是满足上诉要求的核心部件,它的性能好坏直接影响到整个系统能量的分配、合成效率。以往在低频和微波频段之间的整机发展,由于集中参数元件及分布参数元件都不同程度遇到很多麻烦,而基于传输线原理的功率合成/分配器在此宽阔频率段内能很好地完成功率的合成或分配功能。本项目主要研究宽频带大功率合成器,它是采用两级二合一电路级连组合而成,主要用于低频与微波之间的宽阔频段。具体工作如下:1)本项目基于传输线原理实现,对于传输线变压器技术进行仔细研究。2)磁芯的选择对于宽频带大功率合成器的实现有很大影响,因此对软磁铁氧体材料进行分析,找出适合本项目的磁芯。3)进行宽频带大功率合成器的设计,本合成器采用传输线变压器理论实现。四路功率合成器是由多个传输线变压器组合而成,先由每两路经一个降阻抗合成变压器合成一路,再由两两合成后的两路进行阻抗合成,最终保证各端口的阻抗匹配要求。4)研究了功率合成器的软件仿真。首先研究了平面结构功率合成器的仿真,然后研究了磁性元件的建模方法和基于测量法的传输线变压器模型。5)最终在考虑可靠性的前提下进行样品的制作,进行性能测试,发现指标满足本项目要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-18
  1.1 论文的研究意义  9-11
  1.2 国内外相关技术现状及发展趋势  11
  1.3 功率合成/分配器的分类  11-18
    1.3.1 T 型结  12-13
    1.3.2 电阻性分配/合成器  13-14
    1.3.3 WILKINSON 功率分配/合成器  14-15
    1.3.4 传输线功率合成/分配器  15-18
第二章传输线变压器技术  18-27
  2.1 传输线变压器简介  18
  2.2 传输线变压器的结构  18-19
  2.3 传输线变压器的工作原理  19-22
  2.4 传输线变压器的特点  22
  2.5 传输线变压器的应用  22-26
    2.5.1 宽带阻抗匹配  23-24
    2.5.2 平衡、不平衡转换  24-25
    2.5.3 功率分配/合成  25-26
  2.6 本章小结  26-27
第三章磁芯材料的选择  27-39
  3.1 软磁铁氧体材料简介  27-29
    3.1.1 软磁铁氧体材料的发展  27
    3.1.2 软磁铁氧体材料的分类  27-28
    3.1.3 常用的软磁磁芯  28-29
  3.2 软磁材料的复数磁导率  29-31
    3.2.1 磁化曲线  29-30
    3.2.2 复数磁导率及弛豫型磁谱  30-31
  3.3 功率型铁氧体材料基本特性  31-37
    3.3.1 磁性材料的损耗  32-33
    3.3.2 磁性材料的μQf 积  33-34
    3.3.3 磁芯在大功率传输线变压器中的贡献  34-37
  3.4 磁芯的选择  37-38
  3.5 本章小结  38-39
第四章宽频带大功率四路合成器设计  39-55
  4.1 指标要求  39-40
  4.2 方案设计  40-42
    4.2.1 四路合成器的方案选择  40-42
    4.2.2 四路合成器的实现电路  42
  4.3 基本2 合1 合成单元  42-51
    4.3.1 同相合成器低频传输特性  43-46
    4.3.2 合成器的高频传输特性  46-48
    4.3.3 合成器的端阻抗匹配  48-51
  4.4 四路合成器的设计  51-54
    4.4.1 四路合成器的参数计算  51-53
    4.4.2 平衡电阻的连接  53-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章电路仿真分析  55-66
  5.1 概述  55-56
  5.2 WILKINSON 功率分配器的仿真  56-59
    5.2.1 设计原理图  56
    5.2.2 设置微带线参数  56-57
    5.2.3 进行原理图仿真  57
    5.2.4 优化电路参数  57-58
    5.2.5 生成版图  58
    5.2.6 版图仿真  58-59
  5.3 磁性元件建模方法  59-61
  5.4 传输线变压器模型及参数确定  61-65
  5.5 本章小结  65-66
第六章可靠性设计及样品的实现  66-72
  6.1 可靠性设计  66-68
    6.1.1 性能可靠性设计  66-67
    6.1.2 环境可靠性设计  67-68
  6.2 样品的实现  68-69
  6.3 样品典型参数  69-71
  6.4 本章小结  71-72
第七章结论  72-74
致谢  74-75
参考文献  75-76

宽频带大功率合成器的设计及仿真

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