毫米波功率放大器-焱行科技

国外近几年主要在更高频段发展一系列的小型化行波管，频段覆盖X，Ku，K，Ka，140 GHz等，并不断在新技术上获得突破。国内经过近10多年的努力，行波管在保持大功率和高效率的前提下，体积减小了1个数量级，为有源组阵技术奠定了良好的基础。

行波管有源组阵的形式分为单元放大式和子阵放大式两种。与无源相控阵相比，其单个行波管的功率要求低，器件的可靠性和寿命相对较高。同时各通道相对独立，某通道出现故障不会影响到其他通道，因此系统的可靠性高。而且整个辐射阵面可以分多个区域独立工作，实现系统多目标、多任务的能力。与固态有源相控阵相比，作用距离更远，威力更大，且配套的冷却车和电源车相对短小精悍，系统机动性高，战场生存能力强。由于其全金属、陶瓷密封结构，在面对高功率微波武器时的生存能力更强。在相同的阵面功率时所需的单元数将少1个数量级，因此成本会大幅降低。与单脉冲雷达相比，其作用距离、分辨率、多目标、多任务、寿命及任务可靠性等指标会更好。目前，国内正在开展基于行波管的Ku波段稀布阵低栅瓣技术研究，以期在阵元间距30 mm的条件下实现−20 dB的栅瓣。

另外，与行波管有源组阵相配套的小型化大功率环行器研究进展迅速。采用不等尺寸单元组成的非周期排列方式、径向等间距排列的非周期环形阵和子阵非规则排列等新型阵面技术能够很好解决大单元间距引起的栅瓣问题，这些共同保障行波管有源组阵的推进。

毫米波功率放大器和THz行波管

5G移动通信技术的发展，对Ka到W波段的毫米波功率放大器提出了需求。未来5G需要宽带接入一个地区，而又不能采用光纤的地方，则只能选择毫米波波段。THz波由于具有频率高、宽带宽、波束窄等特点，使得其在雷达探测领域具有重大的应用潜力。但随着频率的升高，对器件的加工工艺要求也越来越高。近年来，微机械（MEMS）微细加工工艺的全面引入改善了传统工艺，使得真空器件工作频率进入到毫米波和THz频段，现有器件高已经达到1 THz。短毫米波行波管近年来渐趋成熟，并初步形成了相关的系列产品，表1为国内外典型毫米波行波管产品。诺格公司在2013年成功研制出了220 GHz的折叠波导行波管功率放大器，国内中电第十二研究所以及中国工程物理研究院都开展了220 GHz行波管的研究工作，诺格公司在2016年还次将行波管工作频率提高到1 THz。表2为一些THz行波管典型研究的测试结果。