一种分支式圆波导高功率微波天线开关制造技术

本申请涉及一种分支式圆波导高功率微波天线开关，包括主波导、环形分支波导组件和波导谐振结构；环形分支波导组件的内环套设在主波导上，波导谐振结构设在环形分支波导组件的外环上；主波导的一端为发射端口，另一端为天线端口，波导谐振结构上设有接收端口；环形分支波导组件上设有收发结构，用于反射发射端口输入的高功率微波，反射后的微波信号经由天线端口输出，或用于传输天线端口输入的微波信号，传输后的微波信号经由接收端口输出；优选地，环形分支波导组件的数量为两个，两个环形分支波导组件沿轴向间隔套设在主波导上。本申请实现了高功率微波天线开关的收发共用。请实现了高功率微波天线开关的收发共用。请实现了高功率微波天线开关的收发共用。

【技术实现步骤摘要】
一种分支式圆波导高功率微波天线开关


[0001]本申请涉及高功率微波天线开关
，特别是涉及一种分支式圆波导高功率微波天线开关。

技术介绍

[0002]高功率微波(根据Benford和Swegle的约定，高功率微波指峰值功率大于100MW、频率在1～100GHz之间的电磁波)在军事领域和民用方面的应用多种多样，这些应用对功率水平都提出了很高的需求。在高功率微波雷达系统中，高功率微波天线既需要辐射高功率微波，又要接收微波信号，需要同时保证隔离度和功率容量。高功率微波天线开关是实现高功率微波天线收发共用的主要器件。
[0003]目前应用于雷达领域的天线开关主要有以下几种，大功率雷达的天线开关主要是基于电桥或基于环行器的天线开关，低功率雷达的天线开关主要是基于PIN二极管的天线开关。
[0004]基于电桥的收发开关主要通过电桥和天线开关管提供隔离度，一般隔离度较高，但是电桥一般是矩形波导结构，而微波源输出端一般为圆波导结构，天线开关需要另接波导转换器，使天线开关体积和插入损耗增大。
[0005]基于环行器的大功率天线开关主要通过环行器提高隔离度，其最大功率容量取决于环行器中的铁氧体材料，铁氧体材料在真空中的击穿场强要比金属表面的击穿场强低2～3个数量级，而且在金属真空介质的三结合点处存在严重的场击穿问题，严重影响器件的功率容量。在高功率微波研究领域，由于其具有强电磁场的特点，所以现有技术中的大功率环行器无法真正在高功率微波领域应用。
[0006]基于PIN二极管的天线开关一般功率容量小，无法直接应用于高功率微波雷达的馈电系统。
[0007]因此，高功率微波天线开关目前仍在研发阶段，还没有出现成熟的产品。

技术实现思路

[0008]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种分支式圆波导高功率微波天线开关，可以同时实现高功率微波信号的发射和接收。
[0009]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种分支式圆波导高功率微波天线开关，包括：主波导、环形分支波导组件和波导谐振结构；
[0010]所述环形分支波导组件的内环套设在所述主波导上，所述波导谐振结构设在所述环形分支波导组件的外环上；
[0011]所述主波导的一端为发射端口，另一端为天线端口，所述波导谐振结构上设有接收端口；
[0012]所述环形分支波导组件上设有收发结构，用于反射所述发射端口输入的高功率微波，反射后的微波信号经由所述天线端口输出，或用于传输所述天线端口输入的微波信号，
传输后的微波信号经由所述接收端口输出。
[0013]在其中一个实施例中，所述环形分支波导组件的数量为两个以上，各所述环形分支波导组件沿所述主波导的轴向间隔套设在所述主波导上；
[0014]所述波导谐振结构设在其中一个所述环形分支波导组件的外环上，其它所述环形分支波导组件的外环上设有微波反射器。
[0015]在其中一个实施例中，所述波导谐振结构设在最靠近所述天线端口的所述环形分支波导组件上。
[0016]在其中一个实施例中，所述环形分支波导组件的数量为两个；
[0017]所述波导谐振结构设在其中一个环形分支波导组件的外环上，另一个环形分支波导组件的外环上设有所述微波反射器。
[0018]在其中一个实施例中，每个所述环形分支波导组件均包括第一圆形波导与第一矩形波导；
[0019]所述第一圆形波导的内环套设在所述主波导上，所述第一矩形波导的数量为多个，多个所述第一矩形波导沿周向间隔设在所述第一圆形波导的外环上；
[0020]所述收发结构包括若干与所述第一矩形波导一一对应的天线开关管，所述天线开关管连接在对应所述第一矩形波导上。
[0021]在其中一个实施例中，所述波导谐振结构连接在对应所述环形分支波导组件的天线开关管上，所述微波反射器连接在对应所述环形分支波导组件的天线开关管上。
[0022]在其中一个实施例中，所述波导谐振结构包括第二圆形波导与第二矩形波导；
[0023]所述第二矩形波导的数量为多个且与对应所述环形分支波导组件上的天线开关管一一对应，所述接收端口设在所述第二圆形波导的外环上；
[0024]各所述第二矩形波导的一端沿周向间隔设在所述第二圆形波导的内环上，另一端与对应所述天线开关管相连。
[0025]在其中一个实施例中，所述主波导为回转体结构；
[0026]同一所述环形分支波导组件上的各所述第一矩形波导、各所述天线开关管、各所述微波反射器均沿所述主波导的回转轴呈旋转对称分布；
[0027]各所述第二矩形波导沿所述主波导的回转轴呈旋转对称分布。
[0028]在其中一个实施例中，同一所述环形分支波导组件上的所述第一矩形波导、所述天线开关管和所述微波反射器的数量均为8个；所述第二矩形波导的数量为8个。
[0029]上述分支式圆波导高功率微波天线开关，设置了一个圆形的主波导及一个套设在主波导外环上的环形分支波导组件，环形分支波导组件的外环上设有波导谐振结构，以主波导的一端为发射端口，另一端为天线端口，并在波导谐振结构上设置了接收端口，通过环形分支波导组件在发射状态用于微波信号反射和在接收状态下用于微波信号传输的不同表现，实现了微波在不同传输路径下的变换。在发射状态时，高功率微波由发射端口输入，由天线端口输出，在接收状态时，高功率微波由天线端口输入，由接收端口输出，从而实现了高功率微波天线开关的收发共用，无需将发射天线与接收天线分开设计。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0031]图1为一个实施例中的总体结构示意图；
[0032]图2为一个实施例中的总体结构俯视图；
[0033]图3为一个实施例中的第一圆形波导和第一矩形波导的示意图；
[0034]图4为一个实施例中的第一圆形波导和第一矩形波导的右视图；
[0035]图5为一个实施例中的第一圆形波导和第一矩形波导沿AA'平面的剖视图；
[0036]图6为一个实施例中的天线开关管的示意图；
[0037]图7为一个实施例中的波导谐振结构的示意图；
[0038]图8为一个实施例中的波导谐振结构的右视图；
[0039]图9为一个实施例中的波导谐振结构沿BB'平面的剖视图。
[0040]附图标号：
[0041]主波导1，环形分支波导组件2，第一圆形波导21，第一矩形波导22，天线开关管23，波导谐振结构3，第二圆形波导31，第二矩形波导32，微波反射器4，发射端口10，天线端口20，接收端口30。
具体实施方式
[0042]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分支式圆波导高功率微波天线开关，其特征在于，包括：主波导、环形分支波导组件和波导谐振结构；所述环形分支波导组件的内环套设在所述主波导上，所述波导谐振结构设在所述环形分支波导组件的外环上；所述主波导的一端为发射端口，另一端为天线端口，所述波导谐振结构上设有接收端口；所述环形分支波导组件上设有收发结构，用于反射所述发射端口输入的高功率微波，反射后的微波信号经由所述天线端口输出，或用于传输所述天线端口输入的微波信号，传输后的微波信号经由所述接收端口输出。2.根据权利要求1所述的分支式圆波导高功率微波天线开关，其特征在于，所述环形分支波导组件的数量为两个以上，各所述环形分支波导组件沿所述主波导的轴向间隔套设在所述主波导上；所述波导谐振结构设在其中一个所述环形分支波导组件的外环上，其它所述环形分支波导组件的外环上设有微波反射器。3.根据权利要求2所述的分支式圆波导高功率微波天线开关，其特征在于，所述波导谐振结构设在最靠近所述天线端口的所述环形分支波导组件上。4.根据权利要求3所述的分支式圆波导高功率微波天线开关，其特征在于，所述环形分支波导组件的数量为两个；所述波导谐振结构设在其中一个所述环形分支波导组件的外环上，另一个所述环形分支波导组件的外环上设有所述微波反射器。5.根据权利要求2至4任一项所述的分支式圆波导高功率微波天线开关，其特征在于，每个所述环形分支波导组件均包括第一圆形波导与第一矩形波导；所述第一圆形波导的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁成卫，孙亚旗，张晓萍，张强，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：