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高功率微波对Ku波段卫星发射机的非线性效应研究

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第一章 绪论

1.1 论文的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3论文研究内容及架构

第二章 卫星通信发射机非线性理论基础

2.1 发射机链路及其非线性

2.2 功放非线性失真问题

2.3 无源非线性

2.4 高功率微波对发射机非线性效应

2.5本章小结

第三章 高功率微波时频域特性及其耦合分析

3.1 高功率微波时频域特性分析

3.2 高功率微波在天线上的耦合分析

3.3 本章小结

第四章 卫星通信发射机非线性干扰模型及仿真分析

4.1 发射机干扰模型分析

4.2 功率放大器仿真实例

4.3 本章小结

第五章 卫星通信发射机非线性损伤效应仿真分析

5.1 GaN HEMT功率放大器的工作原理

5.2发射机非线性损伤效应仿真分析

5.3本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者简介

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摘要

功率放大器作为发射机链路中最重要的环节之一,其非线性影响一直是学者们重点关注的研究对象。高功率微波(HPM)具有频率范围广、脉冲能量大的特点,当其从“前门”或者“后门”耦合到发射机设备,尤其是具有半导体器件的功率放大器上时,会对其非线性造成严重的影响。当耦合量较小时,会使发射机的非线性增强,造成发射机的频谱扩展、干扰邻近信道等问题;当其耦合量较大时,就会对发射机造成不可逆转的损伤效应。本文就主要围绕高功率微波对发射机的非线性干扰效应和损伤效应展开研究。
  本文首先对发射机的非线性产生原因和问题进行了分析,根据HPM对发射机影响程度的不同分为干扰效应和损伤效应;其次对高功率微波的时频域特性和其在天线端口的耦合量进行了分析,得出耦合量的大小会随着天线的接收位置和频率变化而变化的结论;接着针对HPM的干扰效应构建了发射机的干扰模型,给出了干扰产物的计算方法,同时根据互调抑制比的定义给出了干扰阈值的分析方法,并且通过对一个Ku波段的发射机的建模仿真,分析其干扰产物,得到了该发射机的干扰阈值;最后针对HPM的损伤效应,在分析了功放中晶体管的作用原理和损伤机制的基础上,本文通过 ADS软件从电路角度研究功放的增益及放大效率等参数的变化来分析 HPM干扰电压信息加载到不同的端口时对电路的损伤效应,研究发现功率晶体管的栅极比漏级更容易受到HPM的干扰从而造成损伤。
  本文的研究为Ku波段卫星通信发射机在HPM作用下的损伤效应及防护提供了理论基础,也为进一步的研究工作提供了参考。

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