[发明专利]超短波差分功率变换器

说明书

本发明公开了一种超短波差分功率变换器，包括腔体、腔体一端设有一信号输入端、另一端设有两信号输出端，腔体内壁设有接地端，腔体内设有一功率变换器，所述功率变换器包括双孔磁心、功率分配电路和阻抗变化电路；功率分配电路包括缠绕在其中一通孔内的传输线，所述传输线采用双线并绕结构；阻抗变化电路包括缠绕在另一通孔内的同轴线，所述同轴线利用铜芯和金属屏蔽层来进行两路传输。本发明的研制成功，极大地推进超短波系统的技术水平，对扩大铁氧体功率器件在超短波及其相近的短波频段和微波频段的应用技术有积极的意义，具有很好的社会、经济效益。本发明的应用范围极广，如低轨星座、星际链路通信、深空探测、对地探测等领域均广泛使用。

技术领域

本发明涉及一种功率变换器，尤其涉及一种超短波差分功率变换器。

背景技术

近几年，超短波系统正逐步地在各宇航飞行器工程项目中得到实际应用。如 “HX”星探测和空间站通信系统等，技术已日趋成熟的超短波系统，开始转化到具体航天器应用中。

虽然国内的通信技术已趋成熟，但对通信技术的特殊需求、如卫星舱外天线与舱内连接的功率变换器，此类功率变换器需要实现阻抗变换匹配如50Ω-100Ω、差分如2个输出信号相差180°、功率合成及分配、不平衡-平衡转换等多种功能。由于飞行器条件的约束，需在一个器件上实现。

目前采用传统方法设计、制造的功率变换器存在以下问题：

（1）采用铁氧体材料和传输线结合的功率变换器需要3个磁环；其中1个磁环为阻抗变换如1：2（50Ω-100Ω），1个磁环为功率分配如1分2；1个磁环做LC移相网络，或采用1个磁环、2个双孔磁心的结构，具体可参见说明书附图的图1。这结构存在体积大，损耗大的缺点。

（2）采用三线魔T电路结构的功率变换器，电路图如说明书附图的图2所示，这种结构体积大，传输线需三线缠绕制作，制作困难，。

（3）采用微带的功率变换器体积大，是方法（1）的体积5～10倍、由于微带采用高分子材料，进行抗辐照、微放电加固的难度较大；无法满足要求。

（4）进行抗辐照、微放电加固难，如专利CN 105449329 A 中采用硅橡胶抑制微放电的方法，因硅橡胶无法承受强辐照，无法应用到辐照强度大，如5M radSi以上，温度变化大，如60℃～125℃，功率脉冲400W微放电条件下的舱内与舱外的连接处、且产品受温度影响大，易变形。

（5）目前设计的功率变换器，均是针对某一具体应用进行设计，产品自由度低。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，体积小、结构简单、自由度高、内部结构易加固、不易变形的超短波差分功率变换器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种超短波差分功率变换器，包括腔体、腔体一端设有一信号输入端、另一端设有两信号输出端，腔体内壁设有接地端，腔体内设有一功率变换器，所述功率变换器包括一竖直设置的双孔磁心，所述双孔磁心包括磁心体和两个通孔，所述通孔竖直设置并对称分布在磁芯体两侧；

还包括一功率分配电路和一阻抗变化电路；

所述功率分配电路包括缠绕在其中一通孔内的传输线，所述传输线采用双线并绕结构，包括两个首端、两个尾端，两尾端分别连接两信号输出端，一首端连接接地端；另一首端空置；

所述阻抗变化电路包括缠绕在另一通孔内的同轴线，所述同轴线包括从内到外依次设置的铜芯、第一绝缘层、金属屏蔽层、第二绝缘层，所述金属屏蔽层采用细铜丝编绕制成，且同轴线两端分别为同轴首端、同轴尾端；