微波固体功率放大器技术及在SAR系统中的应用

论文摘要

微波功率放大器在合成孔径雷达(SAR)系统中起着将低功率电平的线性调频信号无失真地放大至系统所要求的功率电平的功能。与单载波或多载波通信系统的功率放大相比，由于合成孔径雷达系统与线性调频信号的特殊性，放大线性调频信号必然会引入一些与SAR系统有关的特有问题。本论文从微波固体功率放大器在SAR系统中应用的角度上，系统、全面、深入地研究了功率放大器的设计中所涉及到的相关技术，包括偏置电路设计技术、稳定性设计技术、匹配网络设计技术、线性化设计技术以及热、电磁兼容和放大器腔体结构设计技术。众所周知，单个微波固体功率放大器输出功率尚不能达到SAR系统发射功率要求，因此，本论文介绍了为满足SAR系统发射功率要求的微波固体功率放大器的功率合成技术。包括有二进制功率合成技术、并馈功率合成技术、串馈功率合成技术以及混合式功率合成技术。验证功率放大器是否达到设计指标，最直接的方式莫过于利用仪表对指标进行逐一测试，因此，论文给出了与SAR系统密切相关的功率放大器的关键技术指标的测试方法。其中包含了脉冲相位线性度的测试、脉冲相位噪声的测试，脉间噪声的测试、载波相位偏差以及热态输出驻波等指标的测试。论文以微波固体功率放大器设计电路的实际为出发点，从电路原理上分析了产生关键技术指标失真的根源，给出了其相关失真函数表达式，定量地分析了各失真量对SAR系统线性调频信号脉冲压缩的影响，并对某些技术参数提出了减小失真的措施或方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 微波固体功率放大器及其技术的发展
• 1.2 微波固态功率放大器在SAR系统中的应用
• 1.3 论文研究的意义和主要工作内容
• 第二章 功率放大器的设计技术
• 2.1 偏置电路设计技术
• 2.1.1 双极性晶体管（BJT）偏置电路设计
• 2.1.2 金属半导体场效应管（MESFET）偏置电路设计
• 2.1.3 金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）偏置电路设计
• 2.2 稳定性设计技术
• 2.2.1 稳定性判断
• 2.2.2 改善稳定性措施
• 2.3 线性化设计技术
• 2.3.1 功率回退技术
• 2.3.2 负反馈线性化技术
• 2.3.3 预失真线性化技术
• 2.3.4 前馈线性化技术
• 2.4 阻抗匹配技术
• 2.4.1 窄带匹配技术
• 2.4.2 宽带匹配技术
• 2.5 热、电磁兼容性和结构设计
• 2.5.1 热设计
• 2.5.2 电磁兼容性设计
• 2.5.3 结构设计
• 第三章 功率合成技术
• 3.1 基本的功率合成单元
• 3.1.1 平行线耦合器作为功率合成器
• 3.1.2 分支线耦合器作为功率合成器
• 3.1.3 混合环作为功率合成器
• 3.1.4 WILKINSON同相功率合成器
• 3.1.5 两节耦合器作为功率合成器
• 3.2 功率合成类型与方法
• 3.2.1 二进制功率合成
• 3.2.2 多路并馈功率合成
• 3.2.3 多路串馈功率合成
• 3.2.4 混合式功率合成
• 第四章 功率放大器的测试技术
• 4.1 脉冲相位线性度的测试
• 4.1.1 脉冲相位的频域测量方法
• 4.1.2 脉冲相位的时域测量方法
• 4.2 脉冲噪声的测试
• 4.2.1 脉内相位噪声的定义
• 4.2.2 脉间噪声谱密度的定义
• 4.2.3 功率放大器相位噪声产生的机理
• 4.2.4 脉冲相位噪声的测试
• 4.2.5 脉间噪声谱的测试
• 4.3 单位时间内，载波的相位偏差
• 4.4 脉冲热态输出驻波的测试
• 4.5 功率放大器的集成测试技术
• 第五章 功率放大器在SAR系统中的应用
• 5.1 功率放大器的时域指标对Chirp信号压缩的影响
• 5.1.1 脉冲顶降对Chirp信号压缩的影响
• 5.1.2 上升/下降时间对Chirp信号压缩的影响
• 5.1.3 单位时间，载波相位偏差对Chirp信号压缩的影响
• 5.2 功率放大器的频域指标对Chirp信号压缩的影响
• 5.2.1 带内功率起伏与线性相位误差及对Chirp信号压缩的影响
• 5.2.2 带外抑制对Chirp信号压缩的影响
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文
• 致谢