一种波导功率合成器及功率合成方法技术

本发明专利技术涉及射频微波领域，特别涉及一种波导功率合成器及功率合成方法。波导功率合成器包括：波导腔体，用于对通过其内部的微波进行功率合成；第一金属隔离器，用于对微波进行隔离处理；隔离电阻，与第一金属隔离器连接，用于对隔离处理后的微波中不平衡的部分进行吸收；第二金属隔离器，其长度为微波工作频率的四分之一波长，用于将经过隔离电阻处理后的微波中不平衡的部分反射回隔离电阻中进行吸收。本发明专利技术的波导功率合成器及功率合成方法，既完成波导到微带过渡的同时实现两路功率的分配/合成，又改善了各路间的隔离和端口驻波，便于模块间的连接和系统集成，减小了在多路系统集成时因路间不平衡甚至一路损坏给系统带来的不稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种波导功率合成器及功率合成方法
本专利技术涉及射频微波领域，特别涉及一种波导功率合成器及功率合成方法。
技术介绍
微波功率合成器作为现代微波通信系统、雷达系统以及电子对抗等系统中的重要无源器件，在整个微波系统中占据着相当重要的地位。微波功率合成器的功能是将多路功率传输至一路进行功率叠加，常常用于高功率系统中的功率合成。目前常见的微波功率合成器主要分为平面微带线结构、SIW结构、同轴结构以及腔体结构等类型，而基于波导结构的功率合成器的功率容量高，插入损耗小的特点受到微波工作者的广泛关注，所以采用波导结构的功率分配技术是微波、毫米波
中很有价值的研究课题之一，在功率合成电路中，通常采用MMIC芯片进行功率放大，而MMIC芯片需要与微带线匹配连接，因此信号需要由波导过渡到相应的微带线上，波导至微带的双探针过渡既满足了波导微带的转换，又实现了功率的合成，如图1为一种现有微带探针反相功合器的示意图，两路反相微波信号通过微带端口1、2输入，在波导腔体内完成微带到波导的转换和功率合成，这种功率分配结构形式简单，工程设计时易于实现，但是各输出端口之间的隔离度较差,两路的隔离理论上只有6dB，实际制作中更差。作为功合器使用时当其中一个输入端口失配或多个输入端口严重不平衡时的情况下会造成相互之间较大的影响，导致系统的稳定性降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种波导功率合成器及功率合成方法，以解决现有波导功率合成器及功率合成方法存在的至少一个问题。本专利技术的技术方案是：一种波导功率合成器，包括：波导腔体，用于对通过其内部的微波进行功率合成；第一金属隔离器，设置在波导腔体内前部分，用于对从波导腔体前部分进入波导腔体的微波进行隔离处理；隔离电阻，设置在波导腔体内，与所述第一金属隔离器连接，用于对通过所述第一金属隔离器的微波中不平衡的部分进行吸收；第二金属隔离器，其长度为微波工作频率的四分之一波长，与所述隔离电阻远离所述第一金属隔离器的一端连接，用于将经过所述隔离电阻处理后的微波中不平衡的部分反射回隔离电阻中进行吸收。可选的，所述第一金属隔离器和第二金属隔离器均为金属隔板，分别固定且相互平行地设置在所述波导腔体内；所述隔离电阻固定连接在所述第一金属隔离器和第二金属隔离器之间，且位于所述第一金属隔离器与第二金属隔离器靠近端端面的中点位置。可选的，所述第一金属隔离器包括多个金属圆柱，所述多个金属圆柱的轴线相互平行，且沿所述波导腔体的中心平面以相同间距并排设置；第二金属隔离器，包括多个金属圆柱，所述多个金属圆柱的轴线相互平行，且沿所述波导腔体的中心平面以相同间距并排设置；所述隔离电阻两端分别与所述第一金属隔离器和第二金属隔离器相靠近端的两个金属圆柱连接，且位于两个金属圆柱轴向的中点位置。本专利技术还提供了一种波导功率合成方法，包括如下步骤：步骤一、通过设置在波导腔体内前部分的第一金属隔离器对从波导腔体前部分进入波导腔体的微波进行隔离处理；步骤二、通过隔离电阻吸收步骤一中隔离处理后的微波中不平衡的部分；步骤三、通过长度为工作频率为四分之一波长第二金属隔离器将步骤二中处理后的微波中不平衡的部分反射回步骤二中进行吸收；步骤四、经过所述步骤三处理后的微波从所述波导腔体后部分导出。专利技术效果：本专利技术的波导功率合成器及功率合成方法，既完成波导到微带过渡的同时实现两路功率的分配/合成，又改善了各路间的隔离和端口驻波，便于模块间的连接和系统集成，减小了在多路系统集成时因路间不平衡甚至一路损坏给系统带来的不稳定性；另外，该结构在波导微带转换过程中直接实现了功率分配/合成，同时又实现了良好隔离，与设计一款隔离性能良好的波导功合器再设计一款波导微带转换器进行级联相比较，结构更加紧凑，利于系统的小型化设计。附图说明图1是本专利技术波导功率合成器的结构透视图；图2是本专利技术波导功率合成器的主视图；图3是本专利技术波导功率合成器的侧视图；图4是本专利技术波导功率合成器的俯视图(透视图)。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。下面结合附图1至图4对本专利技术波导功率合成器及功率合成方法做进一步详细说明。本专利技术提供了一种波导功率合成器，包括波导腔体1、金属隔离器以及隔离电阻3。波导腔体1通常为金属腔体，用于对通过其内部的微波进行功率合成。需要说明的是，波导功率合成器的信号输入可以现有的采用微带探针输入或减高波导输入。采用微带探针输入时，可以在波导腔体1的左右分别插入微带探针5，微带探针5包裹在微带电路腔体4内，形成波导转微带功合器；需要说明的是，微带探针5与微带电路腔体4之间连接方式和结构以及微带探针5、微带电路腔体4与波导腔体1之间的连接方式及连接结构均可以采用常规的技术，此处不再赘述。进一步，减高波导输入方式此处不再赘述。金属隔离器可以根据需要设置成多种是的形状结构。在本专利技术的一个实施例中，金属隔离器为设置在波导腔体中间放置一块金属隔板，中间挖金属槽，使得金属隔离器在左右方向(图1中XYZ坐标系中的Y方向)被分为第一金属隔离器21和第二金属隔离器22。具体地，第一金属隔离器21设置在波导腔体1内前部分(及图1中Y方向左侧)，用于对从波导腔体1前部分进入波导腔体1的微波进行隔离处理。第二金属隔离器22的长度为微波工作频率的四分之一波长，与隔离电阻3远离第一金属隔离器21的一端连接，用于将经过隔离电阻3处理后的微波中不平衡的部分反射回隔离电阻3中进行吸收。隔离电阻3设置在波导腔体1内，与第一金属隔离器21连接，用于对通过第一金属隔离器21的微波中不平衡的部分进行吸收。具体地，隔离电阻3固定连接在所述第一金属隔离器21和第二金属隔离器22之间，且位于第一金属隔离器21与第二金属隔离器22靠近端端面的中点位置。装配时，是在金属隔板装入腔体前将隔离电阻焊在隔板上。在其他实施例中，金属隔离器的第一金属隔离器21和第二金属隔离器22可以多个金属圆柱；第一金属隔离器21的多个金属圆柱的轴线相互平行，且沿波导腔体1的中心平面以相同间距并排设置；第二金属隔离器22的多个金属圆柱的轴线相互平行，且沿所述波导腔体1的中心平面以相同间距并排设置。此时，隔离电阻3两端分别与第一金属隔离器21和第二金属隔离器22相靠近端的两个金属圆柱连接，且位于两个金属圆柱轴向的中点位置。同样，装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波导功率合成器，其特征在于，包括：波导腔体(1)，用于对通过其内部的微波进行功率合成；第一金属隔离器(21)，设置在波导腔体(1)内前部分，用于对从波导腔体(1)前部分进入波导腔体(1)的微波进行隔离处理；隔离电阻(3)，设置在波导腔体(1)内，与所述第一金属隔离器(21)连接，用于对通过所述第一金属隔离器(21)的微波中不平衡的部分进行吸收；第二金属隔离器(22)，其长度为微波工作频率的四分之一波长，与所述隔离电阻(3)远离所述第一金属隔离器(21)的一端连接，用于将经过所述隔离电阻(3)处理后的微波中不平衡的部分反射回隔离电阻(3)中进行吸收。

【技术特征摘要】
1.一种波导功率合成器，其特征在于，包括：波导腔体(1)，用于对通过其内部的微波进行功率合成；第一金属隔离器(21)，设置在波导腔体(1)内前部分，用于对从波导腔体(1)前部分进入波导腔体(1)的微波进行隔离处理；隔离电阻(3)，设置在波导腔体(1)内，与所述第一金属隔离器(21)连接，用于对通过所述第一金属隔离器(21)的微波中不平衡的部分进行吸收；第二金属隔离器(22)，其长度为微波工作频率的四分之一波长，与所述隔离电阻(3)远离所述第一金属隔离器(21)的一端连接，用于将经过所述隔离电阻(3)处理后的微波中不平衡的部分反射回隔离电阻(3)中进行吸收。2.根据权利要求1所述的波导功率合成器，其特征在于，所述第一金属隔离器(21)和第二金属隔离器(22)均为金属隔板，分别固定且相互平行地设置在所述波导腔体(1)内；所述隔离电阻(3)固定连接在所述第一金属隔离器(21)和第二金属隔离器(22)之间，且位于所述第一金属隔离器(21)与第二金属隔离器(22)靠近端端面的中点位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝阳，吕高庆，徐暑晨，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32