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本文以功率合成放大理论为基础,结合实际项目的需要,针对8mm波段的功率合成放大技术进行了应用研究。通过分析对比目前国内外功率合成的相关应用,采用非谐振式N路功率合成方法来设计8mm波段径向波导八路功率合成放大器。主要工作如下：(1)在分析对比目前应用的功率合成方法与技术的基础上,采用径向波导-矩形波导-微带探针结构作为基本模型构建功率合成放大器。(2)系统设计了功率合成放大器各组成模块,并利用Ansoft HFSS仿真设计软件进行了仿真分析和优化设计。矩形波导-同轴转换结构采用同轴探针形式,在32.8-36.4GHz频率范围内,回波损耗低于-30dB,插入损耗小于0.05dB。从同轴探针耦合出的毫米波信号,经由径向波导与矩形波导混合构成的功率分配结构,通过八路矩形波导分支平分成八路信号,径向波导功率分配／合成器在33.2-36.9GHz回波损耗低于-20dB。在八路矩形波导分支外围,采用矩形波导-微带探针转换结构,通过精心的设计,在30-40GHz频率范围内全频段带内矩形波导-微带探针转换结构回波损耗低于-25dB,插入损耗小于0.049dB,驻波比在1.14以下；在32-37GHz范围内插入损耗小于0.033dB,且较为平稳,驻波比在1.04以下。输入输出端采用直角弯波导将信号通道与主体结构中的信号传输方向保持一致,使器件的使用更加方便。通过互相对称的功率分配/合成网络结构,充分发挥了非谐振式N路功率合成方法的优势,设计出低损耗的功率合成结构。(3)针对所用芯片HMC283,研究了其直流供电方案及芯片的装配问题。讨论了功率合成放大器的腔体设计及测试方案。通过对具体结构的研究设计与优化,得到的仿真结果表明：在33-35.6GHz频段范围内,整体功率分配／合成网络的插入损耗小于0.6dB,驻波比在1.25以下。数据指标能满足项目的需要,仿真结果验证了设计方案的可行性。