To meet the increasing power demands of microwave industries and scientific innovations, a dual-way magnetron (MGT) power-combining system based on an asymmetric H-plane tee combined with closed-loop phase compensation (CLPC) was developed and tested. Only one external injection was used, which could lock both frequencies of the two MGTs via the port coupling of the asymmetric H-plane tee. Additionally, phase control was achieved simultaneously in both MGTs. By tuning the external frequency, the frequencies of both MGTs could be shifted to optimize the power-combining efficiency. The optimal combining efficiency was 95.7%. By adjusting the phase of the external injection, the phase for the combining output was adjusted with a control scope in the 0°–360° range. The phase noise level of the combined output was largely inhibited by implementing only one closed-loop phase compensation subsystem. The phase jitter was limited to approximately ±0.5°, and spur suppression ratios of −61.0 dBc/Hz at 10 Hz, −80.9 dBc/Hz at 100 Hz, −91.6 dBc/Hz at 1 kHz, and so on were achieved. Moreover, we deduced the corresponding power-combining theories in the asymmetric H-plane tee and noise reduction using the closed-loop compensation method. The numerical predictions qualitatively agreed with the experimental results. Additionally, this research reveals that the proposed techniques have great potential for future power-combining systems because they provide higher power output and noise reduction.

中文翻译：

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使用非对称H平面三通和闭环相位补偿的低噪声双向磁控管功率组合系统

为了满足微波行业和科学创新不断增长的功率需求，开发并测试了基于非对称H平面三通与闭环相位补偿（CLPC）的双向磁控管（MGT）功率组合系统。仅使用一次外部注入，它可以通过非对称H平面三通的端口耦合锁定两个MGT的两个频率。此外，在两个MGT中都同时实现了相位控制。通过调整外部频率，可以改变两个MGT的频率，以优化功率组合效率。最佳结合效率为95.7％。通过调整外部注入的相位，可以在0°–360°范围内的控制范围内调整合并输出的相位。通过仅实现一个闭环相位补偿子系统，很大程度上抑制了组合输出的相位噪声水平。相位抖动被限制在大约±0.5°，并且杂散抑制比在10 Hz时为-61.0 dBc / Hz，在100 Hz时为-80.9 dBc / Hz，在1 kHz时为-91.6 dBc / Hz，依此类推。此外，我们使用闭环补偿方法推导了非对称H平面三通和降噪的相应功率合成理论。数值预测在质量上与实验结果吻合。此外，这项研究还表明，由于所提出的技术可提供更高的功率输出并降低噪声，因此它们对于未来的功率组合系统具有巨大的潜力。杂散抑制比在10 Hz时为-61.0 dBc / Hz，在100 Hz时为-80.9 dBc / Hz，在1 kHz时为-91.6 dBc / Hz，依此类推。此外，我们使用闭环补偿方法推导了非对称H平面三通和降噪的相应功率合成理论。数值预测在质量上与实验结果吻合。此外，这项研究还表明，由于所提出的技术可提供更高的功率输出并降低噪声，因此它们对于未来的功率组合系统具有巨大的潜力。杂散抑制比在10 Hz时为-61.0 dBc / Hz，在100 Hz时为-80.9 dBc / Hz，在1 kHz时为-91.6 dBc / Hz，依此类推。此外，我们使用闭环补偿方法推导了非对称H平面三通和降噪的相应功率合成理论。数值预测在质量上与实验结果吻合。此外，这项研究还表明，由于所提出的技术可提供更高的功率输出并降低噪声，因此它们对于未来的功率组合系统具有巨大的潜力。数值预测在质量上与实验结果吻合。此外，这项研究还表明，由于所提出的技术可提供更高的功率输出并降低噪声，因此它们对于未来的功率组合系统具有巨大的潜力。数值预测在质量上与实验结果吻合。此外，这项研究还表明，由于所提出的技术可提供更高的功率输出并降低噪声，因此它们对于未来的功率组合系统具有巨大的潜力。