【摘 要】
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微带线型平面行波管是一种基于传统微带线结构设计的平面行波管,与螺旋线、耦合腔等传统结构相比,它的体积小、电压低,且可采用光刻、深反应离子刻蚀技术等工艺实现微型化和批量化生产,在慢波结构尺寸极其微小的高频段具有较大加工优势,在行波管的集成化上也具有一定的应用潜力。但与传统行波管相比,微带线型平面行波管存在耦合阻抗低、工作带宽窄、介质基底易积累电荷等亟待解决的问题。本文中,将介绍两种微带线高频系统的加
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微带线型平面行波管是一种基于传统微带线结构设计的平面行波管,与螺旋线、耦合腔等传统结构相比,它的体积小、电压低,且可采用光刻、深反应离子刻蚀技术等工艺实现微型化和批量化生产,在慢波结构尺寸极其微小的高频段具有较大加工优势,在行波管的集成化上也具有一定的应用潜力。但与传统行波管相比,微带线型平面行波管存在耦合阻抗低、工作带宽窄、介质基底易积累电荷等亟待解决的问题。本文中,将介绍两种微带线高频系统的加工和传输特性测试结果,并提出其中一种高频结构的两注功率合成方案。此外,还将探究半导体薄膜在微带线高频系统中的应用。本文的研究工作和结果如下:（1）介绍一种设计好的共形介质基底微带线高频系统,并对该高频系统进行加工;重点探讨加工中由机械故障带来的慢波结构尺寸精度问题,提出相应的解决方案;分别对加工的两批慢波结构和两个输入输出结构进行传输特性测试,比较慢波结构之间和输入输出结构之间的传输性能差别。测试结果表明,慢波结构和输入输出结构的加工均具有良好的一致性,具备批量生产的潜力;在工作频段90-102GHz范围内,慢波结构的单位长度损耗在5.83d B/cm到7.74d B/cm之间,总的来说,该高频系统传输性能较好。（2）介绍一种设计好的U形微带线高频系统,加工两种使用不同微带-波导耦合结构的高频系统;分别对两种高频系统进行传输特性测试,对测试结果进行分析。测试结果表明,在90-102GHz,两种高频系统的S11均在-20d B以下,S21基本可以达到-5d B以上,单位长度损耗在7.5d B/cm到10.5d B/cm之间。提出一种两注功率合成方案,并比较合成前后的输出功率、增益和电子效率等参数。两注功率合成后,在中心工作频率96GHz处,饱和输出功率为59.19W,比功率合成前提高了79.4%;对应的增益为21.7d B,电子效率为8.9%。（3）探究氧化锌薄膜在微带线慢波结构上的表现。采用磁控溅射法制备氧化锌薄膜,并利用四探针法测得方块电阻率,求得它的电导率在10-4 s/cm量级;加工不同周期的微带线慢波结构及其配套的输入输出结构,通过色散特性测试,证明了制备的氧化锌薄膜对所设计高频系统的色散特性影响较小;通过传输特性测试,证明了该氧化锌薄膜对所设计高频系统的传输性能影响也较小。
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