[發明專利]一種基于柔性連接的微帶多向功率分配/合成器

有效

• 申請號: 201310430927.4
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103490133A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 袁振國;姜萬順;寧曰民
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 陳海濱

技術領域

本發明涉及一種功率分配/合成器，尤其涉及一種基于柔性連接的微帶多向功率分配/合成器。

背景技術

微波固態功率放大器是許多毫米波設備如：雷達、制導、射電天文、通訊、遙感等系統的重要組成部分，是目前毫米波技術研究的重要課題。微波固態芯片具有體積小、重量輕、使用壽命長、工作電壓低、穩定性好等特點，但受限于半導體物理特性以及散熱、加工工藝、阻抗匹配等問題的限制，其輸出功率遠遠達不到實際工程的要求，因而必須利用多個單芯片放大器采取多路功率合成技術來提高放大器的輸出功率。

傳統的平面電路功率分配/合成和波導空間功率合成技術所采用的技術方案在結構實現上都比較復雜，降低損耗和有效散熱問題也都很難解決。目前，國內外的功率合成技術的結構大體可分為兩類：平面功率合成和空間功率合成，平面功率合成均采取同一方向的輸入輸出，多功分器級聯的結構，由于連接各個功分器的直通微帶線過多過長，損耗也隨之成非線性的增長，且此種結構占用面積多，散熱效率低；立體結構多采取波導到微帶的轉換合成方式，雖然可以解決損耗過大的問題，但是在低頻的情況下，波導口的尺寸大，帶來整體結構體積過大，重量過重，給安裝帶來不便。

由此可見，現有技術有待于進一步的改進和提高。

發明內容

本發明為避免上述現有技術存在的不足之處，提供了一種基于柔性連接的微帶多向功率分配/合成器。

本發明所采用的技術方案為：

一種基于柔性連接的微帶多向功率分配/合成器，包括腔體和微帶，所述腔體包括上腔體和下腔體，所述上腔體內設置有上表面功率分配網絡，下腔體內設置有下表面功率合成網絡；所述上表面功率分配網絡包括上腔電路，下表面功率合成網絡包括下腔電路，所述微帶包括上腔電路輸入微帶、上腔電路輸出微帶、下腔電路輸入微帶及下腔電路輸出微帶；所述上腔電路包括依次相連的上腔輸入連接器、16路功分器、功率放大器芯片和蘭格耦合器，所述下腔電路包括相互連接的下腔輸出連接器和8路功分器，所述上腔電路和下腔電路通過柔性電纜相連。

所述16路功分器和8路功分器均包括依次相連的第一級功分器、第二級功分器和第三級功分器，且所述16路功分器和8路功分器的第二級功分器均有兩個、第三級功分器均有四個。

所述上腔電路輸入微帶的輸入端連接所述上腔輸入連接器的輸出端，所述上腔電路輸入微帶依次穿經上述16路功分器的第一、第二和第三級功分器后，其所傳輸的信號變為十六路信號輸出，該十六路信號被傳輸至功率放大器芯片，所述功率放大器可對該十六路信號的功率進行放大，與所述十六路信號相對應，所述功率放大器芯片有16個，其中，每兩個功率放大器芯片與一個上述蘭格耦合器相連，與所述16個功率放大器芯片相對應，所述蘭格耦合器有8個；所述蘭格耦合器將經功率放大器芯片進行功率放大后的十六路信號合成為八路信號，并將該八路信號傳輸至上腔電路輸出微帶，與所述八路信號相對應，所述上腔電路輸出微帶有八根，所述八根上腔電路輸出微帶通過八根柔性電纜與下腔電路輸入微帶相連，與所述八根上腔電路輸出微帶相對應，所述下腔電路輸入微帶有八根，所述八根下腔電路輸入微帶分別接入上述8路功分器，所述八根下腔電路輸入微帶所傳輸的信號依次穿經8路功分器的第一、第二和第三級功分器后變為一路信號輸出至下腔電路輸出微帶，所述下腔電路輸出微帶與下腔輸出連接器相連。

所述16路功分器的第一級功分器的輸出端口的角度為180°、第二級功分器的輸出端口的角度為90°、第三級功分器的輸出端口的角度為36°，所述8路功分器的第一級功分器的輸入端口的角度為180°、第二級功分器的輸入端口的角度為90°、第三級功分器的輸入端口的角度為36°。

所述第一級功分器和第二級功分器采用1/4波長的臺階阻抗變換方式進行兩者之間輸入與輸出的匹配，所述第二級功分器和第三級功分器采用漸變線阻抗變換方式進行兩者之間輸入輸出的匹配。

穿經所述16路功分器的上腔電路輸入微帶被分為兩路微帶，該兩路微帶之間設置有氮化鋁電阻；所述氮化鋁電阻有三個，其分別為第一氮化鋁電阻、第二氮化鋁電阻和第三氮化鋁電阻，所述第一、第二及第三氮化鋁電阻相互并聯。

所述上、下腔體的相對位置處分別均布有結構相同的第一通槽；所述柔性電纜包括內導體和外導體，所述內、外導體之間設置有介質層；所述內導體的輸入端與上述上腔電路輸出微帶相連，內導體的輸出端與上述下腔電路輸入微帶相連；所述上腔體的第一通槽與下腔體的第一通槽之間設置有定位塊，所述定位塊上開設有卡槽，所述柔性電纜的一部分卡接在該卡槽內。