[發(fā)明專(zhuān)利]一種新型寬帶徑向曲線漸變脊空間功率分配/合成器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510764535.0
• 申請(qǐng)日: 2015-11-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105304998B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文強(qiáng);寧曰民;劉金現(xiàn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01P5/12
• 分類(lèi)號(hào): H01P5/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提出了一種新型寬帶徑向曲線漸變脊空間功率分配/合成器，包括：同軸曲線阻抗變換結(jié)構(gòu)、N路阻抗曲線漸變徑向脊陣列與矩形波導(dǎo)陣列；每一路阻抗曲線漸變徑向脊由曲線阻抗?jié)u變結(jié)構(gòu)與漸變矩形同軸內(nèi)導(dǎo)體組成；矩形內(nèi)導(dǎo)體與標(biāo)準(zhǔn)同軸內(nèi)導(dǎo)體相連，在非標(biāo)矩形波導(dǎo)內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞；電磁信號(hào)由標(biāo)準(zhǔn)同軸輸入，由曲線漸變同軸進(jìn)入到擴(kuò)展波導(dǎo)圓盤(pán)，然后利用徑向曲線漸變脊陣列與同軸轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)直接將信號(hào)等幅同相分配到N路同軸內(nèi)，分配后的信號(hào)經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)同軸輸出，實(shí)現(xiàn)N路信號(hào)的分配與合成。本發(fā)明的功率分配/合成器工作頻帶寬，輸出功率大，功率損耗低，具有高度的幅相一致性，功率分配/合成路數(shù)多，結(jié)構(gòu)緊湊，便于應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波毫米波技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種功率分配/合成器。

背景技術(shù)

隨著微波毫米波技術(shù)在雷達(dá)、制導(dǎo)及衛(wèi)星通信等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)微波毫米波信號(hào)源的帶寬、增益及輸出功率等指標(biāo)都提出了越來(lái)越高的要求。微波毫米波固態(tài)功放芯片具有尺寸小、重量輕、可靠性高及電路結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，成為毫米波雷達(dá)、制導(dǎo)及通信、測(cè)試等系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。

但由于目前單個(gè)固態(tài)器件的輸出功率受自身半導(dǎo)體物理特性的影響以及散熱、加工工藝、阻抗匹配等問(wèn)題的限制而遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)際工程中要求的功率輸出，無(wú)法滿足微波毫米波大功率通信系統(tǒng)的要求。因此，在單個(gè)器件輸出功率有限的情況下，采用多個(gè)固態(tài)器件的功率合成技術(shù)是提高系統(tǒng)輸出功率的一種有效方法。

但是，國(guó)內(nèi)外高效率的功率分配合成技術(shù)一直是急需攻克的技術(shù)難題，其所遇到的普遍問(wèn)題是如何進(jìn)一步有效地提高功率分配/合成效率、降低損耗、增大工作帶寬及提高功率容量等。

目前，功率分配與合成技術(shù)方案主要分為兩種：平面功率分配/合成技術(shù)與空間功率分配/合成技術(shù)。

圖1所示為一種傳統(tǒng)的平面微帶威爾金森功率分配/合成器，其一般適用于微波低頻頻段，這種微帶功率分配/合成器的合成路數(shù)少、插入損耗大，受隔離電阻與介質(zhì)材料等因素影響其功率容量較低，不能有效的散熱，具有很多的局限性。

圖2所示為一種常用的基于波導(dǎo)的功率分配/合成器，輸入信號(hào)由標(biāo)準(zhǔn)同軸1-1進(jìn)入，標(biāo)準(zhǔn)同軸1傳遞的信號(hào)進(jìn)過(guò)漸變圓盤(pán)1-2進(jìn)入下方的圓盤(pán)，該圓盤(pán)由標(biāo)準(zhǔn)矩形波導(dǎo)1-3組成，然后經(jīng)過(guò)微帶探針1-4等功分為12路。該技術(shù)方案，可以將輸入信號(hào)等幅同相位的進(jìn)行分配與合成，但是受限于波導(dǎo)尺寸，很難將該方案應(yīng)用到微波低頻頻段，無(wú)法在微波頻段實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的功率分配與合成。另外，波導(dǎo)與波導(dǎo)分岔處容易激起高次模，惡化輸入端口的回波反射，從而大大影響了其插入損耗與功率合成的效率。因此，如圖2所示的技術(shù)方案同樣具有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出一種新型寬帶徑向曲線漸變脊空間功率分配/合成器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種新型寬帶徑向曲線漸變脊空間功率分配/合成器，包括：同軸曲線阻抗變換結(jié)構(gòu)、N路阻抗曲線漸變徑向脊陣列與矩形波導(dǎo)陣列；

每一路阻抗曲線漸變徑向脊由曲線阻抗?jié)u變結(jié)構(gòu)與漸變矩形同軸內(nèi)導(dǎo)體組成；

矩形內(nèi)導(dǎo)體與標(biāo)準(zhǔn)同軸內(nèi)導(dǎo)體相連，在非標(biāo)矩形波導(dǎo)內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞；

電磁信號(hào)由標(biāo)準(zhǔn)同軸輸入，由曲線漸變同軸進(jìn)入到擴(kuò)展波導(dǎo)圓盤(pán)，然后利用徑向曲線漸變脊陣列與同軸轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)直接將信號(hào)等幅同相分配到N路同軸內(nèi)，分配后的信號(hào)經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)同軸輸出，實(shí)現(xiàn)N路信號(hào)的分配與合成。

可選地，作為功率合成器時(shí)，由兩個(gè)相同的寬帶徑向曲線漸變脊空間功率分配/合成器與N路增益放大單元組成，寬帶徑向曲線漸變脊空間功率分配/合成器中一個(gè)作為功率分配器，另一個(gè)作為功率合成器。