[发明专利]一种带热切换功能的4路功率合成器及4路功率合成方法

权利要求书

1.一种带热切换功能的4路功率合成器，其特征在于：包括第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口、第四输入端口、第一合成单元、第二合成单元和第三合成单元；所述第一合成单元用于将第一输入端口和第二输入端口的输入功率进行合并并输出至第三合成单元，所述第二合成单元用于将第三输入端口和第四输入端口的输入功率进行合并并输出至第三合成单元，所述第三合成单元用于得到总输出功率；

所述第一合成单元和第二合成单元结构相同，均包括第一3dB耦合器和第二3dB耦合器，对于每一个3dB耦合器均包括第1端口、第2端口、第3端口和第4端口；以第一合成单元进行说明，所述第一3dB耦合器的第3端口通过一可调长度的同轴传输线与第二3dB耦合器的第1端口连接，该第一3dB耦合器的第4端口通过一固定长度的同轴传输线与第二3dB耦合器的第2端口连接，第一3dB耦合器的第1端口与第一输入端口连接，第一3dB耦合器的第2端口与第二输入端口连接；第二3dB耦合器的第4端口与第三合成单元连接；第二合成单元同理；

当输入至第一输入端口、第二输入端口、第三输入端口和第四输入端口中任意一路功率下降时，通过对可调长度的同轴传输线的长度进行调整，使可调长度的同轴传输线与固定长度的同轴传输线的长度差与合成器工作频率的波长对应，使功率正常的另一路功率全部送入第三合成单元中。

2.根据权利要求1所述的一种带热切换功能的4路功率合成器，其特征在于：所述第一合成单元和第二合成单元结构相同，均还包括多个用于实时检测所在位置处的功率数据的功率检测单元；

以第一合成单元为例进行说明，包括第一功率检测单元和第二功率检测单元，第一功率检测单元与第一3dB耦合器的第1端口连接，第二功率检测单元与第一3dB耦合器的第2端口连接；第二合成单元同理；

第一合成单元的多个功率检测单元和第二合成单元的多个功率检测单元均与逻辑控制单元相连，所述逻辑控制单元用于根据功率检测单元检测到的功率数据，对第一合成单元和/或第二合成单元的可调长度的同轴传输线的长度进行调节，使可调长度的同轴传输线与固定长度的同轴传输线的长度差与合成器工作频率的波长对应。

3.根据权利要求2所述的一种带热切换功能的4路功率合成器，其特征在于：所述的逻辑控制单元用于根据功率检测单元检测到的功率数据，对第一合成单元和/或第二合成单元的可调长度的同轴传输线的长度进行调节，以第一合成单元为例进行说明，包括：

当第一3dB耦合器的第一端口和第二端口的输入功率大小相同且相位相同时，调节可调长度的同轴传输线的长度，使其与固定长度的同轴传输线的相位差为(4n+1)×90°，完成第一3dB耦合器的第一端口的输入功率和第二端口的输入功率的合成；

当第一3dB耦合器的第一端口的输入功率正常，且第一3dB耦合器的第二端口的输入功率异常时，调节可调长度的同轴传输线与固定长度的同轴传输线的相位差为4n×90°，实现第一3dB耦合器的第一端口的输入功率完成输出至第三合成单元；

当第一3dB耦合器的第二端口的输入功率正常，且第一3dB耦合器的第一端口的输入功率异常时，调节可调长度的同轴传输线与固定长度的同轴传输线的相位差为(4n+2)×90°，实现第一3dB耦合器的第二端口的输入功率完成输出至第三合成单元；

第二合成单元同理。

4.根据权利要求3所述的一种带热切换功能的4路功率合成器，其特征在于：所述第三合成单元包括耦合度可调的耦合器。

5.根据权利要求4所述的一种带热切换功能的4路功率合成器，其特征在于：在第三合成单元的第一端口和第二端口上分别设有第五功率检测单元和第六功率检测单元，所述第五功率检测单元和第六功率检测单元均与逻辑控制单元连接；

所述逻辑控制单元根据第五功率检测单元和第六功率检测单元得到的功率数据，调节第三合成单元的耦合度，实现第三单元的功率合成输出。

6.根据权利要求4或5所述的一种带热切换功能的4路功率合成器，其特征在于：所述第三合成单元的耦合度可调范围为1.76～4.77dB。