[發明專利]一種新型復合函數漸變毫米波波導功率分配合成器

在審

• 申請號: 201510944802.2
• 申請日: 2015-12-16
• 公開（公告）號: CN105390787A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 王濤;寧曰民;劉金現;齊紅
• 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: H01P5/00
• 分類號: H01P5/00;H01P5/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明涉及毫米波功率分配合成技術領域，具體涉及一種新型復合函數漸變毫米波波導功率分配合成器。

背景技術

功率分配合成器通常采用單路功率放大與多路功率分配合成技術相結合的設計方法，來獲得大功率的輸出信號。目前的功率分配合成技術主要包括平面電路功率分配合成技術和基于波導的空間功率分配合成技術。技術特點及弊端如下：

1、傳統的平面電路功率分配合成技術多采用多級威爾金森功分器級聯的結構形式，隨著功率分配合成路數的增多，功分器的級數隨之增加，微帶電路損耗也隨之增大，從而造成了合成效率的下降。

但此種方案的功率容量有限、散熱效率低，在毫米波頻段已不再適用。

2、基于波導的空間功率合成技術中，電磁波首先由位于上側的同軸端口進入八路徑向波導，完成功率分配，進入每一路矩形波導的信號通過矩形波導-微帶探針轉換結構進入微帶平面電路，在平面電路上完成功率放大后的信號，再通過八路徑向波導完成功率的合成，從位于下方的同軸端口輸出。

但缺點如下：(1)該技術所采用的立體結構增加了加工難度，且裝配復雜，生產成本高；(2)該技術由于采用了同軸傳輸線作為多路功率分配與合成段的傳輸媒介，隨著工作頻率進入到40GHz乃至更高頻段，同軸傳輸線的損耗變大，將嚴重影響合成器的合成效率。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種適用于毫米波頻段的，具有寬頻帶、大容量、高效率及低損耗等優點的毫米波波導功率分配合成器。

本發明提供一種新型復合函數漸變毫米波波導功率分配合成器，分配合成器包括N級分配器和與其對稱設置的通過功率放大芯片相連的相同數量的合成器；分配器母體通過一級兩路波導功分器連接有2^N-2個分配器子體；合成器母體通過一級兩路波導合路器連接有2^N-2個合成器子體；一級兩路波導功分器中的兩路分支波導分別通過基于復合函數的漸變波導結構展寬為標準矩形波導，該復合函數表達式為：

X(t)＝t

Y(t)=H1e2-1e2sin2(tπ2L)-1]]>

其中X(t)為漸變波導結構的水平段的長度變化，Y(t)為漸變波導結構的豎直段的長度變化；L為漸變波導結構水平段的長度；H1為漸變波導的展寬寬度；t的取值范圍為0≤t≤L。

復合函數通過調控L的長度，實現對矩形波導的窄邊展寬的調控，可以在多個毫米波波段內實現超寬帶的阻抗匹配，從而實現與一級兩路波導功分器的輸入端口和輸出端口的匹配，進而控制電磁場能量在一級兩路波導功分器內的分配與合成。因此，具有結構緊湊、易于實現、加工成本低、帶寬寬、損耗小及輸入端口駐波比低等優點。

優選方案如下：

所述分配器子體由一個一級兩路波導功分器、兩個帶有波導探針轉換結構的二級兩路波導功分器和在二級兩路波導功分器兩側末端的圓弧波導短路面結構組成；所述分配器子體中，一級兩路波導功分器的縱向端為輸入端口，橫向兩端口為輸出端口；二級兩路波導功分器的輸入端口與一級兩路波導功分器的其中一個輸出端口相連接，輸出端口為阻抗微帶線。阻抗微帶線的阻抗值為50Ω。