[实用新型]新颖功率合成器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新颖功率合成器件，适用于信号源及各种发射机等需要大功率的场合。

背景技术

随着微波及毫米波技术在制导、雷达、短程通信等领域得到广泛应用，对信号源的输出功率也提出了越来越高的要求。目前单个固态器件的输出功率因受散热，阻抗匹配，工艺的限制而无法达到应用要求，采用功率合成是一种行之有效的方法。功率合成技术是将多个固体功率器件的输出叠加起来，以得到数倍于单个功率器件的功率。目前，该技术的难点在于如何在有限空间内放置尽量多的器件，以及如何提高合成效率的问题，而功率分配/合成时信号幅度、相位的平衡度的一致性和合成结构的插入损耗的大小是影响合成效率的主要因素。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够放置足够多的器件，并且可以保证功率分配合成时信号幅度、相位的平衡度的一致性好，以及插入损耗低、合成效率高的新颖功率合成器件。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种新颖功率合成器件，包括两个完全相同的波导，实现波导到微带过渡的微带探针，用于信号放大的放大器，其中，两个波导中的一个作为功率分配波导，另一个作为功率合成波导，在两波导中均匀插入N(N≥2)个微带探针，两波导中插入的微带探针分别通过放大器连接，放大器输入端连接微带探针的输出端，放大器输出端连接另一微带探针的输入端。

所述微带探针插入波导的位置位于波导宽面中心线上。

所述微带探针是以光刻工艺制作在整块基板上的，该基板上的微带探针通过插入两波导中的基板与波导连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：N个微带探针插入波导中，形成N等分的功率分配结构，将从波导口输入的微波或毫米波信号，经过波导到微带的过渡结构被等分成N路，并经过放大器对信号进行放大，然后经过与功率分配结构相同的功率合成结构将多路放大后的信号合成并从波导口输出，实现了信号功率的放大。这种结构可以实现多路合成，并且合成时插入损耗小，合成效率高，同时，可以容纳足够多的器件。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1、2所示，本新型包括两个波导1，微带探针4从波导宽面插入以耦合能量，把输入的功率分为N路，微带探针位于波导宽面中心电场最强处，两探针之间的间距相等，形成功率分配器结构，两功率分配器通过放大器2连接，每个放大器分别与两功率分配器上的微带探针连接，放大器输入端连接微带探针的输出端，放大器输出端连接另一微带探针的输入端。

为了保证波导与微带探针连接的低插损，各支路信号幅度相位一致的功率分配或合成网络，就要使每一个分配或合成单元有相同的幅度和相位。对于每个单一的波导到微带线过渡单元来说，是实现恰当的波导到微带的耦合。这个恰当的耦合可以通过调整缝的尺寸，探针插入深度，探针的形状和探针间的距离来获得。由于缝的制作采用机械加工，精度只有0.1毫米，缝的尺寸就不需要再进行微调了，因为本身机械加工精度不高，过分追求缝的尺寸没有意义。虽然理论上每一单元间距半波长的整数倍时可以保证等幅同相输出，但是在实际设计时，间距还是要进行优化，尤其波导到微带线过渡单元距离波导短路面的距离更需要优化。因此设计时通常以优化微带探针的尺寸为主要目标，通过高频结构仿真软件，获取最佳的回波损耗和插入损耗所对应的尺寸值，采用光刻技术，将微带探针制作在基板3上，最好将探针制作在整版上，使探针的间距能在光刻的技术中保证精度，其精度可以达到0.01毫米，减小因安装造成的误差。基板材料可以根据需要选择不同的类型。每一单元均安装放大器，这样就实现了信号功率的等分放大。

要实现功率的合成，就要将2个相同的功率分配器通过放大器连接起来使用，其结构如图1所示，其中两波导口的方向可以相同也可以相反，合成路数也可以根据需要增加或减少。

工作原理：