随着下一代通信和装备向着更大带宽和更高精确度的方向发展, 毫米波太赫兹频段成为微波技术研究的重点方向。发射功率是太赫兹系统中的关键指标, 功率的大小直接决定了系统的作用距离。近些年来, 毫米波太赫兹频段的固态功率器件取得了显著进步, 推动了国内外太赫兹固态功率放大器的工程实现。本文介绍了国际上毫米波太赫兹频段功率合成技术和固态功放的研究现状, 以及我国特别是南京电子器件研究所在 W波段与 G波段基于径向功率合成技术、矩形波导合成技术以及硅基波导合成技术的固态功放模组的最新研究进展。
W波段 G波段 毫米波 太赫兹 功率合成 固态功放 W-band G-band millimeter-wave terahertz power combining solid state power amplifier 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1285
西安空间无线电技术研究所, 陕西西安 710100
太赫兹源辐射功率较低已成为制约太赫兹科学技术发展的主要瓶颈问题。为有效提高太赫兹源辐射功率, 提出了基于多双漂移雪崩管的分立腔体倍频方法, 在此基础上设计和实现波导结构的太赫兹功率合成器。在倍频器的输入端对各独立激励源的中频信号进行移相, 完成倍频输出的精确相位控制, 从而实现各单元输出的太赫兹信号同相位合成, 提高功率合成效率, 避免使用太赫兹频段移相器等部组件的问题, 降低实现复杂度, 易于实现。仿真和实测结果表明, 4路激励源太赫兹功率合成器的合成效率约 79%~89%。
太赫兹 功率合成 雪崩二极管 Terahertz power combining avalanche diode frequency multiplication 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(4): 556
强激光与粒子束
2020, 32(8): 083004
东南大学 毫米波国家重点实验室, 江苏 南京210096
提出了一种基于准光技术的波束功率合成方法.它具有损耗低, 合成效率高, 相对容易制造等优点.在短毫米波给出了分析、仿真和实验结果, 结果表明该方法合成效率高.
短毫米波 太赫兹 波束功率合成 准光技术 short millimeter waves THz beam power combining quasi-optical technique 红外与毫米波学报
2019, 38(2): 02133
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 高功率微波技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
设计了一种基于功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)为开关的高压脉冲电源。采用自匹配传输线结构线路形式，串联多个以光纤信号隔离触发的MOSFET作为高耐压开关，在传输线的外皮产生2个纳秒脉冲，再用传输线变压器对2个纳秒脉冲进行功率合成，在200 Ω负载上输出了幅度20 kV，重复频率20 kHz，脉冲宽度约40 ns的脉冲。分析脉冲源装置结构，对实验装置建立仿真模型，阐述了输出波形畸变的原因，给出了影响输出脉冲波形特性的因素，为下一步优化波形工作提供了理论参考。
高压脉冲 自匹配传输线 光隔离 传输线变压器 功率合成 high voltage pulse self-matched transmission line opto-isolator transmission line transformer power-combining 强激光与粒子束
2018, 30(4): 045002
宁波大学 信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
为解决行波光电探测器阵列在高功率要求下集成过多的光电二极管导致结构变复杂、响应速度下降的问题, 提出了一种基于二极管组的行波光电探测器阵列结构。从功率合成、频率响应和回波损耗等方面对新旧两种结构进行了分析。在应用相同数量二极管的条件下, 改进型行波光电探测器阵列采用更少的电感元件且输出功率不变, 工作带宽不变, 回波损耗有较大改善。研究结果表明, 这种改进型行波光电探测器阵列结构能够更好地满足功率要求。
行波探测器阵列 功率合成 回波损耗 响应速度 光载无线通信 traveling-wave detector arrays power combining return loss response speed radio-over-fiber
西南交通大学 电磁场与微波技术研究所, 成都 610031
采用天线组阵辐射的方式实现空间功率合成, 是获取高功率微波的有效途径。利用奇异值分解空频矩阵获取时间反演后向传输信号, 天线阵列再次发射这些信号, 能完成目标探测, 同时在目标位置处实现空间功率合成。基于相同的峰值发射功率, 频率提高后的空频时间反演方法合成功率达到了理想合成功率的87.39%; 而TD-DORT方法仅为理想合成功率的19.55%。频率提高后的空频时间反演方法具有功率合成方面的高效性, 探测目标的同时在目标位置处合成高功率微波, 为空间功率合成提供了一种新的方法与途径。
空间功率合成 时间反演 空频分解 spatial power combining time-reversal TD-DORT TD-DORT space-frequency decomposition 强激光与粒子束
2016, 28(11): 113004
提出了一种适用于工业、科学、医学(ISM)频段的六边形缝隙天线的设计方法，采用基于全波分析矩量法的电磁场仿真软件进行分析，结果表明，与传统的正方形缝隙天线相比，天线的阻抗带宽由30%增加到了48.5%(|S11|<-10 dB)。进行了天线S 参数测量，对天线通带起始频率5.24 GHz、谐振频率5.8 GHz和截止频率8.59 GHz三处频点的方向图进行了测量，测量结果和仿真结果一致，为拓展微带贴片天线带宽提供了一种新颖的方法。
微带缝隙天线 宽带天线 功率合成 微波输能 microstrip slot antenna broadband antenna power combining microwave powertransmission 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(2): 245
宁波大学 信息科学与工程学院, 浙江 宁波315211
针对ROF(光载无线通信)基站需要高功率大带宽光电探测器的问题, 提出π型光电探测器阵列功率合成电路。通过将探测器嵌入在用电感互连的人工传输线上, 即按照阵列式结构将单个π型光电探测器电路组合起来构成所需电路, 实现功率合成, 从而得到高功率大带宽的信号。电路首尾支路级联两个二极管来降低等效结电容以达到电路的最佳阻抗匹配。仿真结果表明, π型光电探测器阵列能在保持大带宽的同时对各级光电二极管功率进行有效地合成, 相比于同级的行波探测阵列合成效率更高。
π型结构 探测阵列 功率合成 光/电转换 行波 PI type structure detector array power combining photoelectric conversion traveling wave
注入锁频技术是实现多只磁控管相干功率合成的关键技术。对 S波段 1 kW连续波磁控管输出信号频谱的改善进行研究，分析了灯丝电流对磁控管输出特性的影响，通过降低灯丝电流使磁控管自由振荡下的输出微波频带宽度由 10 MHz降低至 300 kHz。通过提高参考信号的注入功率，有效地拓展了连续波磁控管的注入锁频带宽，最终获得了高达 14 MHz的注入锁频带宽。在不同注入功率比的情况下，该连续波磁控管的外观品质因数 QE为 52~72。
S波段 连续波磁控管 注入锁频 功率合成 S-band Continuous Wave(CW) magnetron inject -locking power combining 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(2): 251
