[发明专利]一种改善隔离度的径向波导功率分配/合成器

说明书

本发明公开了一种改善隔离度的径向波导功率分配/合成器，包括上盖板、上盖垫片、膜片层盖板、主腔体块、下盖垫片、下盖板、电阻膜片、标准SMA接头、馈电探针，上盖板、上盖垫片、膜片层盖板、主腔体块、下盖垫片、下盖板按顺序组装，且组装后采用螺钉进行整体组合固定，其中上盖垫片和多片电阻膜片置于由上盖板与膜片层盖板组成的空腔中，另外多片电阻膜片和下盖垫片置于由主腔体块与下盖板组成的空腔中，馈电探针末端与标准SMA接头相接。本发明能够有效地改善径向波导类型的功率分配/合成器，且具有较宽的工作频带、低插损、结构容易实现的特点。

技术领域

本发明涉及微波频段空间功率合成的技术领域，尤其是指一种改善隔离度的径向波导功率分配/合成器。

背景技术

在微波通信系统中，发射机功率的大小决定了整个系统的作用距离和抗干扰能力，高功率放大器是发射机中必不可少的关键部分。由于单个半导体固态器件在微波频段尺寸减小、功率容量下降，其输出功率已经难以满足无线通信电子系统的需求，因此人们采用功率合成网络的方法获得大功率的信号输出。

功率合成技术的关键是实现多路数、低损耗、宽频带、高隔离度、高平衡性的功率分配/合成网络。径向功率分配/合成器由于其能一次实现多路功率等幅同相分配，因而一直是人们研究的热点。另外，在相同的合成路数下，径向合成放大器相对于二进制结构损耗更少，效率更高。径向功率分配/合成器结构一般是通过圆对称传输线在一个圆盘结构中心馈入输入信号，然后在圆盘结构四周引出多个输出端口从而实现一次分配多路的目标。

2008年，Dirk I.L.de Villiers等人在TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY ANDTECHNIQUES上发表了题为“Design of Conical Transmission Line Power CombinersUsing Tapered Line Matching Sections”的文章，该结构采用同轴SMA连接头进行信号的输入和输出，其径向波导呈圆锥形状，能有效大大增加工作带宽。该结构在X波段能达到47％相对带宽，但输出端口的匹配和隔离较差，且该结构存在加工的复杂性，若要将该结构应用于毫米波段讲存在较大困难。

在2009年，宋开军等人在TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES上发表了题为“Planar Probe Coaxial-Waveguide Power Combiner/Divider”的文章，其使用同轴SMA连接头输入信号，信号经过扩展同轴波导传输准TEM模，最后经波导-微带线转换输出。该结构优点在于设计简单，整体紧凑；其缺点是该结构属于谐振型结构，输出端口没有加入隔离电阻，端口的隔离和匹配比较差，另外，随着频段变高，微带结构损耗会越来越大。

在2010年，Young-Pyo Hong等人在TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY ANDTECHNIQUES上发表了题为“Single-Ended and Differential Radial Power CombinersImplemented With a Compact Broadband Probe”的文章，该结构特点为采用宽带的行波单极子作端口探针，在径向波导内实现功率合成。该结构的优点在于其带宽宽，而缺点则是端口隔离度差。

在现有的径向波导内功率合成技术的设计难点在于难以实现输出端口的匹配和隔离。输出端口隔离的功率分配/合成器能有效避免放大器单元的自激，同时当某一路放大器单元损毁时，其余放大器依然能正常工作，输出功率衰落程度可以通过理论计算预测。因此，高隔离度的径向功率合成技术是实现稳定可靠功率合成放大器的重要技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种改善隔离度的径向波导功率分配/合成器，能够有效地改善径向波导类型的功率分配/合成器，且具有较宽的工作频带、低插损、结构容易实现的特点。