C波段宽带均衡器设计(2)

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4.1 微带功率均衡器的原理 20

4.2 分析 22

4.2.1 谐振单元的特性分析 22

4.2.2 加载电阻与带宽 24

4.3 设计结果 24

4.3.1 仿真结果 24

4.3.2 测试与分析 26

结论 27

致谢 28

参考文献 29

1 引言

1.1 课题研究背景和意义

微波管在现代战争中的重要性已得到政府决策者和军事电子系统设计者的认可，特别是在大功率和高频率情况下，目前还没有任何其他的器件可以代替。微波管是建立在电子注和电磁场互作用原理基础上的一种器件，这类器件的突出优点是具有大功率的能力。电子可以被加速到很高的电压，具有很高的能量；管体的三维金属或金属陶瓷结构使其具有很大的散热能力；电子注能量的回收,使微波管具有很高的效率，卫星行波管的效率可达到70%以上。这些特点是半导体器件所没有的,因而在高功率雷达，电子对抗设备和大功率通信设备中,它不能取代微波管,这也是高功率微波管自70年代以来为什么能保持持续发展的原因。和一个设计得很好的微波管放大器相比，同等功率的大功率半导体放大器的体积和质量将是微波管体积和质量的50倍。论文网

在发展微波功率组件的过程中，对作为微波功率组件核心的大功率行波管的性能有很高的要求。由于大功率行波管的增益波动都非常大，所以微波大功率行波管均衡技术的应用是十分迫切的，其理论研究也是十分必要的。

均衡技术最早应用于电话信道，由于电话信道频率特性不平坦和相位的非线性引起时间的弥散，使用加载线圈的均衡方法来改进传送语音用的双纹线电缆的特性。20世纪60年代以前，能消除符号间干扰对数据传输恶化影响的电话信道均衡由固定均衡器或人工调整参数的均衡器完成。目前国际上对均衡器的研究大都集中在有源自适应均衡器，而且模拟方式实现的有源自适应均衡器近年来在国外很流行。近年来，随着CMOS工艺的快速发展，其所能工作的频率越来越高，已经能够满足高速数据传输的要求，CMOS工艺的均衡器研究也得到了飞速的发展。IEEE最新发表的文献表明，目前，国际上最先进的自适应模拟接收机均衡器其数据传输率最高可达到20Gbps，在10GHz时的高频补偿最多可达20dB，最先进的已经采用的90nm CMOS工艺实现。国内在均衡器方面也有很多相关研究，但由于工艺和设计条件的限制，大多数都是以数字方式实现的自适应均衡器，难以实现很高的数据传输率。到目前为止，国外的均衡器技术已经发展得比较成熟，形成了完整的系列产品，满足了高速数据传输领域的需要，形成了巨大的均衡器市场。

在实现均衡网络时，常用由加载电阻后的谐振枝节构成的微带结构来实现宽带的功率均衡网络，这也引入阻抗失匹配。因此分析一个良好的匹配很有必要。通过大量对电阻加载的谐振枝节的特性和谐振枝节问的匹配结构及其匹配约束的仿真分析和实验，设计了基于微带结构，工作频率为2~8GHz的微波功率均衡器。测量结果表明，输入和输出端的匹配良好，同时，与行波管功率放大器（TWTA）配对使用时使行波管放大器的增益趋于线性，而且满足集成化的要求。文献综述