[發明專利]一種高功率波導功分饋電電路

在審

• 申請號: 202110525824.0
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113285199A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 杜廣星;李國林
• 申請（專利權）人: 湖南納秒脈沖設備有限公司
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16
• 代理公司: 湖南企企衛知識產權代理有限公司 43257
• 代理人: 任合明

本發明屬于高功率微波技術領域，具體涉及一種高功率波導功分饋電電路，其用于高功率微波傳輸和發射，包括用于高功率微波陣列天線饋電，包括一分N徑向波導功分器、N個相位補償段、N個圓弧E面90°彎波導、N個扭波導調向段、N個相位調整段，N≥4且N為偶數，整體為軸對稱結構；本發明具有以下技術效果：圓波導TM₀₁轉換為矩形波導TE₁₀模式轉換效率高，同時抑制其他高階模式；功率容量高，可承受GW量級微波信號；結構簡單，僅通過彎曲波導和扭波導即可將微波信號的電場極化方向調整至同一朝向以及輸出端口相位一致性；此外還滿足了微波輸入端與輸出端共面需求，多路輸出端沿同一直線排列且電場極化方向也在同一直線方向上。

技術領域

本發明屬于高功率微波技術領域，具體而言，涉及一種高功率波導功分饋電電路，其用于高功率微波傳輸和發射，包括用于高功率微波陣列天線饋電。

背景技術

高功率微波系統為了獲得更高輻射增益、更大輻射效率、更遠作用距離，一種非常有效的途徑就是采用大規模陣列天線進行高功率微波發射，而波導功分饋電電路是高功率微波陣列天線設計與實現的前提。

在高功率微波天線領域，通常要求陣列天線的饋電電路必須具備較高的功率容量和緊湊的結構，有不少學者對高功率波導功分饋電電路結構進行了研究。Xiang Qiang Li等人設計了基于徑向線波導饋電的高功率螺旋陣列天線(X.Q.Li,Q.X.Liu,X.J.Wu,etal.A GW level high-power radial line helical array antenna[J].IEEETransactions on Antennas and Propagation,2008,59(9):2943-2948.)，該饋電結構通過雙層徑向線波導將同軸TEM模式轉換成徑向線傳輸的TEM模式，但是該結構僅適用于TEM模式傳輸，不能用于其它模式。張宏偉等人設計了一種實現波束陣列天線掃描的1分24路功分饋電網絡結構(張宏偉，劉朝陽，于志華等，高功率無移相器自旋轉[J]，強激光與粒子束，2018，30(07)：69-73)，但是該功分饋電電路結構無法適配于微波輸入端口與輸出端口中心軸線相互平行而且共面的應用需求；孟儒博士提出了一種基于扇形波導的高功率平面多路功分饋電電路結構(孟儒，高功率微波功分移相網絡與漏波陣列天線研究[D]，中國科學技術大學博士學位論文，2018)，但是，該設計通過調節波導寬邊尺寸實現調相結構，不利于加工，且不便于進行多路擴展；余龍舟博士設計了一款基于矩形波導窄邊縫隙耦合饋電的平面矩形柵格陣列饋電結構(余龍舟，高功率微波新型掃描陣列天線研究[D]，國防科技大學博士學位論文，2019)，該饋電結構適用于高功率螺旋陣列天線，但是該功分饋電電路結構設計較為復雜。

波導功分饋電電路是高功率微波傳輸和發射系統中的重要組成部分；一是其能夠將微波輸入功率按照一定的比例分配到各條支路，確保各條支路所需的激勵幅度和相位，以實現發射或傳輸系統的預期性能；二是能夠滿足輸入端口中心軸線與輸出端口中心軸線相互平行而且共面的應用需求。但是現有的波導饋電電路結構不能同時滿足上述需求；因此，希望有一種高功率波導饋電電路結構來解決上述缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提出一種高功率波導功分饋電電路，可用于大規模波導陣列天線等微波技術領域，能夠滿足微波傳輸或發射系統的輸入端口和輸出端口中心軸線相互平行而且共面的需求，以及N路輸出端口沿同一直線排列，N路輸出端口的電場極化方向在同一直線上，且各輸出端口相位同相。