[實用新型]Ｗ波段功率合成器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320186125.9
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN203166060U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛俊祥;朱成
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型屬于微波技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一類高性能，小尺寸的3dB定向耦合器，具體地說是一種應(yīng)用于W波段的大功率合成系統(tǒng)的功率合成器。

背景技術(shù):

毫米波大功率技術(shù)是毫米波系統(tǒng)工程的關(guān)鍵技術(shù)之一，雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射功率的提高就意味著雷達(dá)具有更大的作用半徑。隨著雷達(dá)技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展，對于大功率的發(fā)射機有迫切的需求。對于一些要求大功率輸出的場合，一般都采用行波管放大器。然而單個行波管的輸出功率常常難以滿足系統(tǒng)的需要，因此，采用功率合成技術(shù)來滿足系統(tǒng)的需求是一種非常有效的解決方案。通道合成技術(shù)是大功率合成技術(shù)的一種，指采用微波合成器件，已在設(shè)備的微波通道中獲得相應(yīng)合成功率的技術(shù)，比如采用T型結(jié)、魔T和定向耦合器等等作為功率合成器。

但不管是T型結(jié)，還是魔T都需要在腔體里加入匹配體來減少回波損耗，但是到了頻率較高的W波段，由于器件的尺寸減小，器件難以加工。對于定向耦合器類的功率合成器，可以通過以下途徑來改善其性能，在耦合區(qū)采用階梯型阻抗變換結(jié)構(gòu)來改善定向耦合器的性能[1]，或者采用多縫隙進行耦合，但這類改進的方法都存在著加工難度系數(shù)大，成本高，而且容易引入加工誤差等等問題。

針對以上原因，目前在W頻段使用的功率合成器的插損比較大，而且隔離度和電壓駐波比也不是很理想。如寬帶短縫混合耦合器，申請?zhí)枺?7102309，實用新型人：張·多納德·C·D?等。

發(fā)明內(nèi)容：

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)狀況，提供一種Ｗ波段功率合成器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、易于加工的特點。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種W波段功率合成器，該合成器包括一基體，基體內(nèi)平行設(shè)有兩根擁有公共窄邊的并行波導(dǎo)縫，該公共窄邊中部設(shè)將兩波導(dǎo)縫連通的耦合縫，兩波導(dǎo)縫的另一側(cè)壁上均向內(nèi)設(shè)三棱形凸部；波導(dǎo)縫前端分別為端口1和端口4，波導(dǎo)縫的后端分別為端口2和端口3；端口1經(jīng)直波導(dǎo)縫引出至基體前端并在該波端口裝有法蘭盤；端口4經(jīng)兩個直角切波導(dǎo)縫也引出至基體前端并在該波端口也裝有法蘭盤；端口2和端口3分別經(jīng)直角切波導(dǎo)縫引出基體的上、下兩側(cè)并在波端口分別裝有法蘭盤。

所述各法蘭盤安裝在基體上。

所述基體為銅材或鋁材基體。

所述基體由兩片拼合組裝而成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：

本實用新型設(shè)計基于奇偶模分析理論，提出了一種實用型的緊湊結(jié)構(gòu)的W波段的大功率合成器，其工作頻帶為90-100GHz，插入損耗小于0.5dB，不對稱度小于0.4dB，隔離度小于-22dB，駐波比優(yōu)于1.2，可以承受大功率，而且結(jié)構(gòu)簡單加工成本低。

本實用新型中三棱形凸部的設(shè)計,可以減小回波損耗。其中端口1-4通過引出波導(dǎo)引出，并安裝法蘭盤，可便于與其它部件連接。且端口1與端口4引出后的間隔設(shè)計，可以方便安裝法蘭盤。同時隔離端口因為無電磁波，由兩個直角切波導(dǎo)引出，以與端口1引出的波導(dǎo)口間隔開，便于分別安裝法蘭盤。端口1-3的分別由直波導(dǎo)和直角切波導(dǎo)引出，是為了設(shè)置路徑最短，以減小電磁波在波導(dǎo)中傳輸中的路徑，減小損耗。

附圖說明

圖1是W波段功率合成器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，各端口可設(shè)計為：端口1為輸出端口，端口4為隔離端口，端口2和端口3為輸入端口。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖2中A-A向剖面圖。

圖4是圖2中B-B向剖面圖。

圖5是圖4中的局部示意圖。

圖6是功率合成器耦合區(qū)尺寸圖。

圖7和圖8是該功率合成器的仿真S參數(shù)曲線圖。

圖9是該功率合成器的電壓駐波比曲線圖。

圖10是該功率合成器的主波導(dǎo)和副波導(dǎo)的輸出相位圖。

具體實施方式：

實施例一：

如圖1-6所示，本實用新型的W波段功率合成器包含兩根擁有公共窄邊的并行WR-10波導(dǎo)縫，局部放大如圖6所示。通過公共窄邊上的耦合縫5，使兩根波導(dǎo)縫處于連通狀態(tài)，使得從端口1輸入的功率一部分從端口2直接輸出，另一部分從端口3耦合出去（圖5中1、2、3、4分別對應(yīng)各端口）。為了減少回波損耗，在耦合區(qū)的兩波導(dǎo)縫的外側(cè)壁上各設(shè)有三棱形的凸部6，具體尺寸如圖6。