一种Ku频段三路功率分配/合成器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种Ku频段三路功率分配/合成器，属于无线通信技术领域。其通过壳体内的空腔构成逐级相连的一个等功率分配T型结、两个不等功率分配T型结以及一个等功率合成T型结，射频信号通过等功率分配T型结等分为两路幅度相位相等的射频信号，两路等分射频信号再分别通过不等分T型结分为1:2的两路射频信号，幅度较小的两路信号再通过等功率合成T型结合成输出，从而实现三路等幅度功率分配。本实用新型专利技术采用传统波导T型结的结构并突破了传统的二进制功率分配合成形式只能实现2n路功率分配合成的局限，具有性能优良、结构简单、易于加工的特点，特别适于工程应用。

【技术实现步骤摘要】
一种Ku频段三路功率分配/合成器
本技术涉及无线通信
，特别是指一种Ku频段三路功率分配/合成器。
技术介绍
由于受Ku频段固态器件自身半导体物理特性的影响以及加工工艺等诸方面的限制，目前，还难以生产大功率、低噪声且低价格的Ku频段固态器件。为了获得更大的输出功率，常常需要采用功率合成的方法将多个功率器件集中在一个功率合成放大器中；另一方面，出于经济和可靠性等方面的考虑，通常采用较小的功率源进行合成而不直接采用一个大的功率源，这样，除了能够产生较高的功率外，功率合成技术还能在一个或几个源失效的情况下保证系统继续工作而不会完全失效，只是系统性能下降。但是，传统的功率合成一般采用二进制的电路或空间功率合成形式，因此只能将2n路功率器件的输出功率进行合成，这限制了功率合成的方式。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种Ku频段三路功率分配/合成器，其采用空间功率合成形式，能够实现三路功率的合成或分配，具有结构简单、成本低、效率高、易于加工等特点。为了实现上述目的，本技术所采取的技术方案是：一种Ku频段三路功率分配/合成器，其包括壳体，所述壳体的内部具有空腔，所述空腔具有一个合成端口和三个分配端口，所述一个合成端口和所述三个分配端口分别开口于所述壳体的相对的两个侧壁上，所述合成端口与位于中间的分配端口正对，另外两个分配端口对称地分布于所述位于中间的分配端口的两侧；所述空腔内设有一个位于合成端口和分配端口之间的挡壁，所述挡壁将所述空腔分为前后两个部分，前后两个部分的空腔通过挡壁两端与壳体内壁之间的空隙而连通；所述挡壁在正对所述合成端口的位置处具有第一凸起，并在正对所述位于中间的分配端口的位置处具有第二凸起，所述位于中间的分配端口与另两个分配端口之间的侧壁上对称地设有第三凸起；所述挡壁与所述合成端口之间的空腔形成一个以合成端口为输入端、以挡壁两端的空隙为输出端的矩形波导等功率分配T型结，所述第二凸起与每个位于外侧的分配端口之间的空腔均形成一个以挡壁端部的空隙为输入端、以第二凸起的位置为较小射频信号输出端、以位于外侧的分配端口为较大射频信号输出端的用于输出1:2射频信号的矩形波导不等功率分配T型结，两个第三凸起之间的空腔形成一个以第三凸起的位置为输入端、以位于中间的分配端口为输出端的矩形波导等功率合成T型结。可选的，所述壳体由下壳体和上壳体扣合而成，所述下壳体内具有下型腔，所述上壳体内具有上型腔，所述上型腔和下型腔共同构成壳体内部的空腔，所述下壳体和上壳体通过销钉定位并利用紧固螺钉固定在一起。可选的，所述等功率分配T型结、不等功率分配T型结以及等功率合成T型结均为标准波导腔结构。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本技术通过波导空间功率合成的方式,把输入到波导的信号通过两级功率分配合成来实现三路功率分配，通过链路尺寸的调节可以实现三个输出端口的相位一致性。2、本技术采用传统波导T型结的结构，突破了传统的二进制功率分配合成形式只能实现2n路功率分配合成的限制。3、本技术具有频率范围宽、合成效率高的特点，性能稳定可靠，实用简便，具有很大的推广应用价值。附图说明图1是本技术实施例中Ku频段三路功率分配/合成器的一种结构示意图；图2是本技术实施例中Ku频段三路功率分配/合成器的射频信号功率分配合成原理示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1所示，一种Ku频段三路功率分配/合成器，其包括壳体，所述壳体的内部具有空腔，所述空腔具有一个合成端口和三个分配端口，所述一个合成端口和所述三个分配端口分别开口于所述壳体的相对的两个侧壁上，所述合成端口与位于中间的分配端口正对，另外两个分配端口对称地分布于所述位于中间的分配端口的两侧；所述空腔内设有一个位于合成端口和分配端口之间的挡壁3，所述挡壁3将所述空腔分为前后两个部分，前后两个部分的空腔通过挡壁两端与壳体内壁之间的空隙而连通；所述挡壁3在正对所述合成端口的位置处具有第一凸起41，并在正对所述位于中间的分配端口的位置处具有第二凸起42，所述位于中间的分配端口与另两个分配端口之间的侧壁上对称地设有第三凸起43；所述挡壁3与所述合成端口之间的空腔形成一个以合成端口为输入端、以挡壁两端的空隙为输出端的矩形波导等功率分配T型结，所述第二凸起42与每个位于外侧的分配端口之间的空腔均形成一个以挡壁端部的空隙为输入端、以第二凸起42的位置为较小射频信号输出端、以位于外侧的分配端口为较大射频信号输出端的用于输出1:2射频信号的矩形波导不等功率分配T型结，两个第三凸起43之间的空腔形成一个以第三凸起43的位置为输入端、以位于中间的分配端口为输出端的矩形波导等功率合成T型结。可选的，仍见图1，所述壳体由下壳体2和上壳体1扣合而成，所述下壳体2内具有下型腔，所述上壳体1内具有上型腔，所述上型腔和下型腔共同构成壳体内部的空腔，所述下壳体和上壳体通过销钉定位并利用紧固螺钉固定在一起。特别地，上壳体或下壳体可以仅为一个盒盖。可选的，所述等功率分配T型结、不等功率分配T型结以及等功率合成T型结均为标准波导腔结构。本技术的Ku频段三路功率分配/合成器在壳体中开设有标准波导腔，功率分配时，射频信号从合成端口输入，首先通过一级标准波导E面T型结构实现两路等幅度射频信号分配，两路等幅度的射频信号再次通过第二级不等分E-T结进行功率分配，通过第二级功率分配后，射频信号被分配成四路信号，四路信号幅度分别为总输入信号的1/3、1/3、1/6和1/6,两路1/3射频信号通过两侧的分配端口直接输出，两路1/6射频信号通过一级E-T结实现功率合成后，合成为总输入射频信号的1/3后通过位于中间的分配端口输出（分配原理如图2所示）。至此，通过上述的功率分配合成过程，实现了射频信号三路等幅度输出。功率合成时过程相反，此处不再赘述。此外，该Ku频段三路功率分配/合成器还可通过调节射频链路的尺寸实现三路等幅射频信号在输出端口的相位一致。本技术的Ku频段三路功率分配/合成器可以单独作为功率分配器或者功率合成器使用，也可用于卫星通信的信道功率放大器装置中。在作为功率合成器使用时，其工作过程只是功率分配的逆过程。总之，该功率分配/合成器通过壳体内的空腔构成逐级相连的一个等功率分配T型结、两个不等功率分配T型结以及一个等功率合成T型结，射频信号通过等功率分配T型结等分为两路幅度相位相等的射频信号，两路等分射频信号再分别通过不等分T型结分为1:2的两路射频信号，幅度较小的两路信号再通过等功率合成T型结合成输出，从而实现三路等幅度功率分配。本技术采用传统波导T型结的结构并突破了传统的二进制功率分配合成形式只能实现2n路功率分配合成的局限，且可在T型结处设计成阶梯渐变的结构来进行宽带匹配，使之具有较高的合成效率和较宽的工作带宽，具有性能优良、结构简单、易于机械加工的特点，特别适于工程应用。通过试验，上述Ku频段三路功率分配/合成器能够达到如下技术指标：工作频段：13.75GHz-14.5GHz；插入损耗：≤0.3dB；输入端口：WR62；输出端口：WR62；输入端口回波损耗:≥24dB；输出端口回波损耗:≥23dBm；输出端口幅度一致性：≤0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ku频段三路功率分配/合成器，其特征在于，包括壳体，所述壳体的内部具有空腔，所述空腔具有一个合成端口和三个分配端口，所述一个合成端口和所述三个分配端口分别开口于所述壳体的相对的两个侧壁上，所述合成端口与位于中间的分配端口正对，另外两个分配端口对称地分布于所述位于中间的分配端口的两侧；所述空腔内设有一个位于合成端口和分配端口之间的挡壁，所述挡壁将所述空腔分为前后两个部分，前后两个部分的空腔通过挡壁两端与壳体内壁之间的空隙而连通；所述挡壁在正对所述合成端口的位置处具有第一凸起，并在正对所述位于中间的分配端口的位置处具有第二凸起，所述位于中间的分配端口与另两个分配端口之间的侧壁上对称地设有第三凸起；所述挡壁与所述合成端口之间的空腔形成一个以合成端口为输入端、以挡壁两端的空隙为输出端的矩形波导等功率分配T型结，所述第二凸起与每个位于外侧的分配端口之间的空腔均形成一个以挡壁端部的空隙为输入端、以第二凸起的位置为较小射频信号输出端、以位于外侧的分配端口为较大射频信号输出端的用于输出1:2射频信号的矩形波导不等功率分配T型结，两个第三凸起之间的空腔形成一个以第三凸起的位置为输入端、以位于中间的分配端口为输出端的矩形波导等功率合成T型结。...

【技术特征摘要】
1.一种Ku频段三路功率分配/合成器，其特征在于，包括壳体，所述壳体的内部具有空腔，所述空腔具有一个合成端口和三个分配端口，所述一个合成端口和所述三个分配端口分别开口于所述壳体的相对的两个侧壁上，所述合成端口与位于中间的分配端口正对，另外两个分配端口对称地分布于所述位于中间的分配端口的两侧；所述空腔内设有一个位于合成端口和分配端口之间的挡壁，所述挡壁将所述空腔分为前后两个部分，前后两个部分的空腔通过挡壁两端与壳体内壁之间的空隙而连通；所述挡壁在正对所述合成端口的位置处具有第一凸起，并在正对所述位于中间的分配端口的位置处具有第二凸起，所述位于中间的分配端口与另两个分配端口之间的侧壁上对称地设有第三凸起；所述挡壁与所述合成端口之间的空腔形成一个以合成端口为输入端、以挡壁两端的空隙为输出端的矩形波导等功率分配T型结...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冠军，王雷，寇阳，刘羊羊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：新型
国别省市：河北,13