深入了解毫米波应用，介绍四通道毫米波空间功率合成技术
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毫米波的应用越来越多，并且大家都对毫米波有所了解。 5G毫米波和毫米波雷达是我们熟悉的技术，但除此之外，您是否对毫米波了解更多？在本文中，编辑将解释四通道毫米波空间功率合成技术。
增进大家对毫米波的了解。如果您对本文的内容感兴趣，则不妨继续阅读。
1.简介高功率毫米波源是毫米波雷达，通信，干扰器和精确武器制导系统中发射前端的核心组件。固态设备因其低直流电压，高可靠性，强抗冲击性，紧凑的电路结构，小尺寸和轻巧而受到高度重视。
但是，随着频率的增加，单个固态设备的功率输出将迅速下降，从而难以满足实际应用的要求。通过组合多个相干的工作固态器件或叠加多个单独的器件的输出功率的功率合成方法是增加毫米波系统的输出功率的有效方法，并且已被广泛使用。
提出了一种基于波导的四通道空间功率合成网络。这种结构可以确保功率在幅度和相位上相等。
同时，使用波导作为输入和输出可以减少输出大功率能量时的损耗。使用三维电磁仿真软件HFSS进行的仿真结果表明，在31GHz-38GHz范围内，功率分配网络的四通道幅度不平衡小于0.05dB，相位也达到了良好的一致性，并且返回输入端的损耗小于-20dB。
整个合成网络的输入和输出端的回波损耗也小于-12dB，插入损耗也小于0.6dB。 2.功率分配器设计基于波导的四路功率分配器的基本结构如图1所示。
由于T结功率分配网络本身不匹配，因此有必要在分支接头处放置适当的匹配组件，以实现以下目的：调整每个端口的匹配情况。本文添加了用于在分支关节处进行匹配的不连续结构。
更改此结构可以调整配电网络的中心频率和带宽。由于功率分配器是对称的，因此4个输出端口的幅度和相位是相同的。
图1通过HFSS进行的四路功率分配器的仿真结果如图2所示：（a）幅度（b）相位图2功率分配器的仿真结果如图2所示，四路功率分配器可以在较宽的频带内实现功率分配，并且输入端口的回波损耗小于-15dB。同时，由于功率分配网络的对称性，其相位一致性非常好。
3.功率合成网络设计探针波导-微带过渡是毫米波平面集成电路中使用最广泛的过渡结构。根据微带电路平面和波导中波传播方向之间的关系，可以将其分为两种结构。
一种形式是微带电路平面垂直于波导中的波传播方向，如图3所示。另一个是微带电路平面平行于波导中的波传播方向，如图4所示。
本文使用图4所示的结构，其中微带平面平行于波传播方向以实现Ka-带波导微带过渡。在这种结构中，使用耦合微带探头将波导中的电磁场耦合到微带，并通过高阻抗线过渡到50Ω微带线。
适当的耦合大小用于减少微带电路对波导内部电场的影响。图3微带平面垂直于波传播方向。
图4微带平面和波传播方向平行于图5所示的四向功率合并网络模型。图5四向功率合并网络模型首先，四向相等功率分配网络波导能量将其平均分为四个通道的减高波导，然后通过波导-微带探头的过渡，通过四通道功率合并网络来实现功率合成。
仿真结果如图6所示：图6显示，在31GHz-38GHz频率范围内，合成网络背靠背仿真的输入和输出端口回波损耗小于-12dB，插入损耗较小。大于0.6dB。
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