[實用新型]一種基于波導傳輸結構的任意路功率分配器

有效

• 申請號: 201820692523.0
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN208589519U
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 劉寧;徐翔新;羅鵬;張峰;盧曉穎
• 申請（專利權）人: 昆山九華電子設備廠
• 主分類號: H01P5/12
• 分類號: H01P5/12
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本實用新型涉及一種基于波導傳輸結構的任意路功率分配器，包括N?1(N≥2為分配的路數)個結構相似的分支節；該分支節由一段主通路波導和與之連接的分支波導組成；N?1個分支節的主通路首尾依次串接形成一個傳輸結構；每個分支節的波導端口作為分配輸出；第1個分支節的主通路輸入為分配器總的輸入端口，第N?1個分支節的主路輸出最為第N路的分配輸出；每個分支節支路波導包括一段阻抗變換波導，該阻抗變換波導一段連接在主通路波導，另一端與支路輸出波導連接。本實用新型通過調整該阻抗變換波導的阻抗和長度實現特定的功率分配值；每個分支節的主通路上包括探入主通路波導腔內的金屬調諧體，保證主通路輸入口匹配，便于實現任意路、任意比例的功率分配器。

技術領域

本實用新型屬于微波能應用技術領域，特別地涉及一種基于波導傳輸結構的任意路功率分配器。

背景技術

功率分配器作為一種重要的功能器件大量應用于各種微波電路和系統中。不同頻率、不同功率等級的分配器采用不同的原理和實現方式。在高功率微波系統中一般以波導作為傳輸線，相應的功率分配器也是基于波導結構實現的。常用的波導分配方式包括：T型結構(E-T、H-T以及E-H-T)、耦合結構以及徑向波導結構。

一般地，分配器的設計既要考慮功率分配幅度的一致，也要考慮相位一致，因此實現結構上往往具有一定的對稱性。例如H-T形式的兩路功率分配器如圖1(a)所示，從波導的寬邊向下俯視，它包括呈T型連接的縱向主波導和橫向的分支波導，二者以窄邊匯接。其中1為輸入端口，2和3是兩路輸出端口，分配器結構呈左右對稱。采用此形式的二分配器級聯組合可以得到如圖1(b)所示的2^N(N≥1為整數)路分配器，輸入功率如果為P_in，則輸出功率Po＝P_in/2^N。該分配器的空間寬度W包括N個波導寬邊寬度加上N個90°彎波導的寬度，當工作在低頻段時，波導尺寸大，分配器的寬度W也較為可觀。以915MHz微波能工業應用頻段為例，常用的BJ9波導寬度約248mm，典型的90°彎波導寬度不小于100mm，N＝2時(四分配器)總的寬度接近700mm，體積大，成本高，給實際工程使用造成不便。而由于結構方式和輸出口方向的限制，采用T型二分配器級聯的方法可優化的空間有限。

耦合結構與T型結構具有類似的問題，多路分配時需要采用級聯的方式，同樣會占用較大的空間。

徑向波導分配器采如圖2所示，包括一個輸入端口4，圓柱腔體5以及在圓柱腔體圓周方向均勻分布的輸出波導6。該分配器是一種圓周對稱結構，理論上不需要級聯、可一次實現任意路數的分配。但是用于低頻段且分配路數較多時，由于輸出波導尺寸較大，需要圓柱腔體5的直徑較大，腔體模式的控制和轉換實現難度高，因此可實現的分配路數受到一定的限制。另外，由于輸出端口呈圓周分布，對于負載端口也是圓周分布的應用場景較為合適，而如果負載輸入端是直線分布，則需要大量的角度各異的轉接彎波導，會占用較大的空間，實現成本高。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服微波能應用設備中已有波導分配器結構復雜、體積大、成本高的問題，提出了一種基于波導傳輸結構的任意路功率分配器，其主要特點是采用波導傳輸線作為主通路，逐次連接分支通路，在微波能量沿主通路傳播的同時將部分能量分配到分支通路，可方便地實現任意分支路數、任意功率比例的功率分配，且體積小，設計加工簡單。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種基于波導傳輸結構的任意路功率分配器，包括N-1個結構相似的分支節，其中N≥2，為分配的路數；分支節由一段主通路波導和與之連接的分支波導組成，該主通路波導的一個端口作為輸入，則另一個端口作為主路輸出，分支波導的端口作為分配輸出；所述N-1個分支節的主通路首尾依次串接形成一個傳輸結構，每個分支節的分支波導作為分配輸出；第1個分支節的輸入為分配器總的輸入端口，第N-1個分支節的主路輸出最為第N路的分配輸出；