一種微波功率合成器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微波功率合成器，包括徑向波導(dǎo)功分器，所述徑向波導(dǎo)功分器中的每個(gè)徑向波導(dǎo)連接一個(gè)Wilkinson功分器。本發(fā)明在現(xiàn)有徑向波導(dǎo)功分器中的徑向波導(dǎo)端增加Wilkinson功分器，將一個(gè)徑向波導(dǎo)輸入端擴(kuò)展成兩個(gè)輸入端，提高了功率合成的密度。同時(shí)在隔離槽外延增設(shè)隔離電阻，以進(jìn)一步提高了功率合成器各個(gè)支路之間的隔離度。
【專利說(shuō)明】一種微波功率合成器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微波功率合成器，屬于微波功率合成領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來(lái)微波大功率功率合成技術(shù)成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。由于微波大功率合成器件具有工作電壓低，壽命長(zhǎng)，體積小，耐受沖擊振蕩強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以在軍事和空間應(yīng)用方面特別受到各國(guó)的重視。國(guó)際上至上世紀(jì)70年代開始相繼開展了基于固態(tài)微波器件的功率合成技術(shù)。
[0003]E.Belohoubek, R.Brown等人在1986年提出的一種徑向線型功率合成結(jié)構(gòu)，近些年又有Aly E.Fathy等人對(duì)此結(jié)構(gòu)進(jìn)行了發(fā)展，形成了一種較為成熟的基于介質(zhì)徑向波導(dǎo)的微波功率合成器的設(shè)計(jì)方法。徑向合成結(jié)構(gòu)以其緊湊的結(jié)構(gòu)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)任意路合成的優(yōu)勢(shì)被廣泛的應(yīng)用。在近些年的發(fā)展過(guò)程中，如何進(jìn)一步的提高合成密度和提高端口間的隔離度成為了業(yè)界關(guān)注的新方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明提出一種微波功率合成器，具有更好的隔離度以及更高的功率合成密度。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明米用的技術(shù)方案為一種微波功率合成器，包括徑向波導(dǎo)功分器，所述徑向波導(dǎo)功分器中的每個(gè)徑向波導(dǎo)連接一個(gè)Wilkinson功分器。
[0006]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，相鄰徑向波導(dǎo)之間設(shè)有四分之一波長(zhǎng)的隔離槽，并在隔離槽外延處設(shè)置第一隔離電阻。該第一隔離電阻為12Ω。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一種改進(jìn)，所述Wilkinson功分器的第二隔離電阻為100 Ω。
[0008]作為本發(fā)明的又一種改進(jìn)，該微波功率合成器輸出端與徑向波導(dǎo)功分器之間設(shè)有Butterworth阻抗變換器。
[0009]有益效果:本發(fā)明在現(xiàn)有徑向波導(dǎo)功分器中的徑向波導(dǎo)端增加Wilkinson功分器，將一個(gè)徑向波導(dǎo)輸入端擴(kuò)展成兩個(gè)輸入端，提高了功率合成的密度。同時(shí)在隔離槽外延增設(shè)隔離電阻，以進(jìn)一步提高了功率合成器各個(gè)支路之間的隔離度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明微波功率合成器的俯視圖；
[0011]圖2為本發(fā)明微波功率合成器的截面圖；
[0012]圖3為本發(fā)明微波功率合成器的輸出駐波電磁仿真結(jié)果圖；
[0013]圖4為本發(fā)明微波功率合成器的端口隔離度電磁仿真結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等同形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0015]如圖1和圖2所示，本發(fā)明微波功率合成器包括介質(zhì)盤4。介質(zhì)盤4的幾何中心垂直地設(shè)有Butterworth同軸阻抗變換器14。Butterworth同軸阻抗變換器14 一端焊接在介質(zhì)盤4的幾何中心位置，另一端連接SMA輸出接頭I。Butterworth同軸阻抗變換器14包括位于內(nèi)部的同軸傳輸線2，和位于外部的外導(dǎo)體13。其中同軸傳輸線2由兩節(jié)四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器串聯(lián)而成。
[0016]介質(zhì)盤4上表面平均分為八個(gè)部分，并分別在靠近中心的位置沿周向設(shè)置八個(gè)徑向波導(dǎo)10。任意兩個(gè)相鄰的徑向波導(dǎo)10之間設(shè)有四分之一波長(zhǎng)隔離槽5，以隔離相鄰徑向波導(dǎo)10之間的干擾。為了進(jìn)一步增強(qiáng)隔離效果，在隔離槽5內(nèi)還增設(shè)了第二隔離電阻6。每個(gè)徑向波導(dǎo)10的末端都連接一個(gè)Wilkinson功分器11，這樣一個(gè)徑向波導(dǎo)10等于連接兩個(gè)輸入端7，八個(gè)徑向波導(dǎo)10總共有十六個(gè)輸入端7。
[0017]外部微波信號(hào)從輸入端7進(jìn)入Wilkinson功分器11。Wilkinson功分器11是一種三端口器件，它本身在兩個(gè)輸入端7之間就設(shè)有第二隔離電阻12，該第二隔離電阻12為100 Ω。微波信號(hào)通過(guò)Wilkinson功分器11后進(jìn)入徑向波導(dǎo)10,徑向波導(dǎo)10在本發(fā)明中應(yīng)用于功率合成中。從圖1可以看出，八個(gè)徑向波導(dǎo)10組成環(huán)形陣列，圍繞著介質(zhì)板4的幾何中心。介質(zhì)板4直徑53mm,采用厚度為0.254mm的Rogers5880介質(zhì)為制作材料。而每個(gè)徑向波導(dǎo)10都具有30mm的寬度，相鄰兩個(gè)徑向波導(dǎo)10之間設(shè)有四分之一波長(zhǎng)的隔離槽5。為了增強(qiáng)隔離效果，在隔離槽5的外延處還增設(shè)了電阻值12Ω的第一隔離電阻
6。所述四分之一波長(zhǎng)的隔離槽5長(zhǎng)度為9.1mm,寬度0.2mm。來(lái)自十六個(gè)輸入端7的微波信號(hào)通過(guò)八個(gè)徑向波導(dǎo)10匯集到位于介質(zhì)板4中心的Butterworth同軸阻抗變換器14。Butterworth同軸阻抗變換器14外導(dǎo)體13的內(nèi)徑為4.2mm,該外導(dǎo)體13與介質(zhì)板4頂部8直接連接。而位于外導(dǎo)體13內(nèi)部的50Ω同軸傳輸線2直徑為1.8mm，長(zhǎng)度3mm，該同軸傳輸線2與Wilkinson功分器的底部9連接。Butterworth同軸阻抗變換器14的另一端設(shè)有SMA輸出接頭1，所以Butterworth同軸阻抗變換器14起到阻抗變換的作用，實(shí)現(xiàn)功率合成器與輸出端外部負(fù)載的阻抗匹配。
[0018]按照上述過(guò)程制作出的本發(fā)明微波功率合成器適用于微波C波段。上述實(shí)施例的十六路微波合成器在C波段電磁仿真的結(jié)果如圖3和圖4所示，其中圖3為輸出駐波的仿真結(jié)果圖，從仿真結(jié)果可以看出輸出駐波小于1.5dB。圖4為端口隔離度的仿真結(jié)果圖，從仿真結(jié)果可以看出各端口隔離度均大于15dB，絕大部分端口隔離度大于20dB。
【權(quán)利要求】
1.一種微波功率合成器，包括徑向波導(dǎo)功分器，其特征在于，所述徑向波導(dǎo)功分器中的每個(gè)徑向波導(dǎo)連接一個(gè)Wilkinson功分器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波功率合成器，其特征在于，相鄰徑向波導(dǎo)之間設(shè)有四分之一波長(zhǎng)的隔離槽，并在隔離槽外延處設(shè)置第一隔離電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波功率合成器，其特征在于，所述第一隔離電阻為12Ω。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波功率合成器，其特征在于，所述Wilkinson功分器的第二隔離電阻為100 Ω。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波功率合成器，其特征在于，該微波功率合成器輸出端與徑向波導(dǎo)功分器之間設(shè)有Butterworth阻抗變換器。
【文檔編號(hào)】H01P5/16GK103682543SQ201310497614
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】成海峰 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所