李　光

(中国西南电子技术研究所，成都 610036)



一种8 mm频段封闭腔全息准光功率合成网络的设计*

李光**

(中国西南电子技术研究所，成都 610036)

摘要：基于周期相位栅格的塔尔博特效应，提出了一种新型的毫米波频段18合1封闭腔全息准光高效功率合成网络。采用了相邻半周期相差π的特殊周期相位栅格，置于垂直于栅格的零场区域的金属壁封闭了合成网络，解决了辐射损耗和电磁泄漏问题。基于光学标量衍射理论算法仿真的衍射图样与目标场对比得到的适应度函数，以基因算法优化得到相位栅格，并以变宽波导阵透镜物理实现。在37.5 GHz，功率合成网络实物测试的效率为81%，与电磁仿真的89%基本相符。准光功率合成网络可由一维扩展至二维，合成效率与阵元数、阵元间距无关，可实现毫米波及THz频段的大规模数量器件高效功率合成。

关键词：毫米波；全息准光功率合成；塔尔博特效应；相位栅格；基因算法

1引言

毫米波频段具有频段宽、波长短、抗干扰能力强、方向性好和保密性能好等特点[1]，在卫星通信、车船防撞、测距雷达、射电天文等领域有着举足轻重的地位[2]。在相关设备中应用广泛的固态半导体器件具有小尺寸、小重量、低供电电压、高可靠性等优点，但由于材料、工艺等限制，在毫米波及更高频段，单个器件的输出功率仍十分有限，远远达不到系统高功率应用需求，因此人们开展了各种功率分配/合成器的研究[3-4]。

在毫米波高端及亚毫米波频段，传输模式更多更复杂，损耗更大，腔体及安装和冷却器件的空间更小，导致将电磁能量耦合到传输线的芯片级、电路级等传统功率合成方式不再适用[5]。……