一種超寬頻帶多路功率分配器及合成器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及功率分配合成技術領域，尤其涉及一種超寬頻帶多路功率分配器及合 成器。
【背景技術】
[0002] 在現代微波毫米波固態(tài)功率放大器中，由于功放芯片受自身半導體物理特性的限 制，以及散熱、制造工藝和阻抗匹配等問題的影響，單芯片放大器往往達不到實際工程中大 功率的應用要求。因此，為了滿足大功率通信、測試等系統(tǒng)的需要，要采用多路功率放大再 進行功率合成的方法。常用的主要功率分配/合成技術有平面功率分配/合成技術和空間 功率分配/合成技術。平面功率分配/合成技術主要指的是微帶技術；空間功率分配/合 成技術又可分為矩形波導傳輸和同軸傳輸兩種。平面微帶功率分配/合成技術可以實現較 寬頻帶功率分配/合成，但插入損耗很大，合成效率低，而且合成路數少、空間利用率低，很 難滿足高效率大功率的需求；采用矩形波導的功率分配/合成技術能夠實現較小的插入損 耗及較高的合成效率，但其工作頻帶較窄，而且應用在低頻段時的物理尺寸很大，不易加工 裝配和使用。
[0003] 微波毫米波固態(tài)功率放大器作為微波毫米波雷達、制導及通信、測試等系統(tǒng)的一 個重要組成部分，已經成為微波毫米波領域研究的重要方向。隨著對放大器輸出功率要求 的不斷提高，單個放大芯片的輸出功率已不再能夠滿足實際系統(tǒng)工作的需要，因此，必須采 用多路放大、功率合成的技術來有效提高整個放大電路的輸出功率。
[0004] 基于微帶的平面功率分配/合成技術具有工作頻帶寬，加工裝配簡單等優(yōu)點，但 因介質損耗大，合成效率低，空間利用率低等缺點，很難滿足高效大功率放大器的要求。
[0005] 基于波導的空間功率合成技術可以有效地防止輻射損耗，具有通路損耗低、散熱 效率高、幅相一致性高及功率容量大等優(yōu)點，但波導結構的加工成本高，且主要集中在較高 的毫米波頻段應用，在較低頻率的微波頻段，波導功率分配/合成結構由于尺寸過大，難以 應用到實際工程中。
[0006] 如圖1所示，為基于平面微帶電路的超寬帶功率分配/合成結構示意圖，該結構是 常用的超寬帶大功率放大器技術，經逐級阻抗變換，信號一分二、二分四。隨著輸出功率指 標的提高，需要更多路數的功率放大器芯片進行合成，這種平面微帶電路的尺寸不斷增大， 介質損耗變大，從而導致合成效率低下，難以滿足大功率高效合成輸出的要求。
[0007] 現有功率分配/合成技術中，平面微帶功率分配/合成技術可以實現較寬頻帶功 率分配/合成，但插入損耗很大，合成效率低，而且合成路數少、空間利用率低，很難滿足高 效率大功率的需求；采用矩形波導的功率分配/合成技術能夠實現較小的插入損耗及較高 的合成效率，但其工作頻帶較窄，而且應用在低頻段時的物理尺寸很大，不易加工裝配和使 用?，F有的同軸傳輸功率分配/合成技術加工精度要求高，裝配繁瑣，散熱不良，可靠性差。

【發(fā)明內容】

[0008] 針對現有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的為提供一種基于高次三角函數曲線的 超寬帶多路同軸功率分配/合成結構，拓寬功率分配/合成器的工作頻帶、增多合成路數、 減小插入損耗提高合成效率，以解決現有技術難以在超寬頻段實現多路功率合成的技術難 題。
[0009] 為實現上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種超寬頻帶多路功率分配器，包括：
[0010] 輸入端同軸連接器、高次三角函數曲線同軸漸變結構以及多個輸出端同軸連接 器；
[0011] 所述輸入端同軸連接器，用于將電磁波接入所述高次三角函數曲線同軸漸變結構 內；
[0012] 所述高次三角函數曲線同軸漸變結構用于將所述電磁波等幅同相功率分配到所 述多個輸出端同軸連接器；
[0013] 所述多個輸出端同軸連接器用于將分配的電磁波一一對應的發(fā)送到多個獨立不 相干的放大組件進行功率放大。
[0014] 優(yōu)選的，所述高次三角函數曲線同軸漸變結構內的內外導體的坐標（x、y)遵循以 下方程：
[0015]
[0016] 優(yōu)選的，該分配器采用可調短路圓環(huán)諧振腔結構；同軸內導體通過一個短路金屬 圓柱與同軸外導體進行短路連接。
[0017] 優(yōu)選的，所述多個輸出端同軸連接器的輸出端外形呈徑向發(fā)散排列。
[0018] 本發(fā)明另一方面，提供了一種超寬頻帶多路功率合成器，該合成器的結構與前述 分配器結構鏡像對稱，用于將多個功率放大后的電磁波進行合成并輸出。
[0019] 本發(fā)明的有益效果在于，工作頻帶寬，插入損耗小，合成路數多，高度模塊化設計， 且具有加工難度小、裝配簡單等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0020] 圖1為基于微帶電路的平面功率分配/合成結構示意圖。
[0021] 圖2為基于高次三角函數曲線的多路同軸功率分配/合成結構的整體外形結構示 意圖。
[0022] 圖3為本發(fā)明一種超寬頻帶多路功率分配器的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 體現本發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是， 本發(fā)明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明 及附圖在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
[0024] 本發(fā)明提出了一種新型的基于高次三角函數曲線的多路同軸功率分配/合成技 術。圖2為該基于高次三角函數曲線的多路同軸功率分配/合成結構的整體外形結構示意 圖，該技術采用高次三角函數曲線的同軸拓展變換，將輸入信號等幅同相分配到同軸連接 器，分別經過功率放大模塊后，連接與功率分配相同的功率合成結構完成大功率信號合成。 該結構采用高度模塊化的設計方法，加工裝配難度小，整體結構一致性高，功率分配和合成 采用完全相同的結構，放大組件獨立于功率分配/合成結構，可進行單獨安裝及拆卸，便于 加工和裝配，其結構緊湊，空間利用率高，通風散熱效果良好。新提出的功率分配/合成器 結構具有插入損耗小、合成效率高、結構緊湊易于加工裝配等眾多優(yōu)點，該技術解決了超寬 頻帶的大功率合成的難題，也為更寬頻段的功率分配/