100GHz固态源准光功率合成技术

【作者】 薛呈添； 王乔敏； 李惠珍；

【机构】 南开大学； 天津大学；

【摘要】 当固态源功率合成器的工作频率高达100GHz时,采用常规波导腔等技术难于实现许多固态源(例如耿氏管)的有效功率合成,然而准光技术使这个棘手的难题迎刃而解。本文提出的准光谐振器能一次性地实现数十个固态源的有效功率合成,输出功率(比单管固态源)提高1至2个数量级。这种功率合成器的原理结构如后图所示。图左边是一个混合型反射器,它由一个平面源阵和一个半径为R的锯齿球形反射面复合而成。平面源阵是在平面金属板上安置多个有源固体器件及相应的辐射单元,平面源阵上辐射单元如何布阵是决定功率合成器性能优劣的关键技术。我们采用改进后的全局优化法进行了优化计算,得到了满意结果。在功率合成器的右边是输出反射器,它由介质变换器和半径为R的球形反射器组成。本文介绍的固态源准光功率合成器与常规合成器相比具有如下特点:基模功率大、分数功率高、结构紧凑、性能稳定。本文详细介绍这种准光功率合成器的工作原理、具体结构、优化设计、实验测试以及主要性能。这种功率合成技术为固态源在短毫米波(3mm)的广泛应用提供了较大的功率,而且该技术在亚毫米波段具有更加美好的前景。因而该技术对于通讯、宇航及军事应用具有深远意义。更多还原