新型功率合成器及其构成的50-75GHz宽带可调相功率合成网络制造技术

本发明专利技术公开了新型功率合成器及其构成的50

A new power synthesizer and its 50-75ghz broadband phase adjustable power synthesis network

【技术实现步骤摘要】
新型功率合成器及其构成的50
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75GHz宽带可调相功率合成网络


[0001]本专利技术涉及通讯
，具体涉及新型功率合成器及其构成的50
‑
75GHz宽带可调相功率合成网络。

技术介绍

[0002]毫米波即频率为 30GHz
‑
300GHz 的电磁波，其波段又可以划分为 Ka 波段、V波段、W 波段、T 波段，由于毫米波具有波长短、频带宽且空间传播与大气环境关系密切等特点，使其普遍应用于通信、遥感、气象、测量、频谱学等领域，也使得各种毫米波无源、有源器件得到了飞跃式的发展。功率放大器是毫米波系统的重要部件，功率放大器的性能会直接影响整体系统的性能。一般来说单器件的功率输出能力随工作频率升高会迅速降低，为满足系统要求，需成倍提升功率输出能力。一方面，倍增单个固态器件的输出功率，可替代行波管等真空器件，实现体积小、重量轻、成本低、可靠性高等特性。另一方面，采用低损耗、高功率容量的合成结构，倍增行波管、速调管等真空器件的输出功率，可满足千瓦乃至兆瓦量级的高功率应用。因此，功率合成技术是开发毫米波高端频段的研究热点，对开发新的系统应用、实现更好的系统性能有着重要意义。
[0003]功率合成放大技术是将小信号放大到一定的程度，再利用功率分配网络，将信号功率等分配，经过功率放大器，最后通过功率合成网络完成功率的叠加，以达到大功率输出的目的。电路式功率合成网络从结构上可以分为2分式结构、链式结构、1分N式结构三种。一般采用2分式结构：此结构基于基本的1分2功率分配单元，如T分支，威尔金森功率分配器，波导微带双探针，E面波导电桥，H面裂缝电桥，环形电桥，微带分支线电桥，魔T等，利用功率分配单元进行级联，产生的分端口数目为2的N次方。波导魔 T是一种四端口网络，其工作带宽范围较大，由于是对称结构，所以有各个端口良好的驻波特性以及输出端口之间的良好隔离度特性，插入损耗小等诸多优良特性，是功率合成网络常用的单元。传统的魔T功率合成网络工作于高频率时，电路的寄生参数对电路的影响变得非常明显，尤其是对功率放大器传输相位的影响非常大，导致输出幅相不一致，而在毫米波频段功率芯片通常又是直接与功率合成电路直接集成，功率合成中的芯片的相位、幅度均无法进行准确的评估，无法实现对其输出的幅相可调，造成合成效率低下。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供新型功率合成器及其构成的50
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75GHz宽带可调相功率合成网络。本专利技术基于电路式功率合成网络原理，将从根本上解决50~75GHz宽带功率合成网络相位不可调、低效率合成的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：新型功率合成器，包括波导腔结构、微带
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波导探针结构；波导腔结构包括第一级魔T、第二级魔T；第一级魔T的两个功分支臂分别连接两个第二级魔T的功分主臂；两个第二
级魔T的功分支臂连接微带
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波导探针结构；当功率合成器用于功率分配时，第一级魔T的功分主臂作为用于功率分配的功率合成器的信号输入端，两个第二级魔T的功分支臂连接的微带
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波导探针结构作为用于功率分配的功率合成器的信号输出端；当功率合成器用于功率合成时，第一级魔T的功分主臂作为用于功率合成的功率合成器的信号输出端，两个第二级魔T的功分支臂连接的微带
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波导探针结构作为用于功率合成的功率合成器的输入端。
[0006]作为一种优选技术方案，功率合成器用于功率分配时，第二级魔T的功分支臂上设有调节相位。
[0007]作为一种优选技术方案，第一级魔T的和第二级魔T的波导腔均为矩形波导，波导口型号为BJ620，长为3.76mm，宽为1.88mm。
[0008]作为一种优选技术方案，第一级魔T、第二级魔T中的空闲端口用于连接匹配结构，作为波导负载吸收端口。
[0009]作为一种优选技术方案，匹配结构为波导负载片。
[0010]作为一种优选技术方案，微带
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波导探针结构为基片上集成有波导探针和微带线的结构，基片尺寸为：1.5mm
×
3.74mm
×
0.127mm。
[0011]作为一种优选技术方案，第一级魔T的功分支臂与第二级魔T的功分支臂尺寸相同。
[0012]新型功率合成器构成的50
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75GHz宽带可调相功率合成网络，包括上述用于功率合成的功率合成器和用于功率分配的功率合成器；用于功率分配的功率合成器的信号输入端作为功率合成网络的信号输入端，用于功率分配的功率合成器的信号输出端与用于功率分配的功率合成器的信号输入端一一对应、且通过芯片连接；用于功率分配的功率合成器的信号输出端作为功率合成网络的信号输出端。
[0013]作为一种优选方式，新型功率合成器构成的50
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75GHz宽带可调相功率合成网络中，波导腔结构为上层壳体与下层壳体拼接形成的腔体，上层壳体和下层壳体拼接形成的结构中还设有用于放置芯片的放置腔、用于放置微带
‑
波导探针结构的放置腔；上层壳体和下层壳体拼接形成的结构中还设有开槽，开槽露出调节相位，从而便于填充介质材料。
[0014]本专利技术具有以下有益效果：1)由于在用于功率分配的功率合成器的第二魔T上设有调节相位，使得每个芯片的相位可以单独调试；2)采用魔T结构，解决了常规H
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T，E
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T端口匹配和隔离问题，使得每路单个芯片可单独调试成为可能，否则调试过程中会发生相互影响。
[0015]3)高隔离，低驻波：采用标准波导BJ620魔T结构和石英基片微带线波导变换结构，实现低驻波和端口高隔离度。
附图说明
[0016]图1为功率合成网络的原理图；图2为微带
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波导探针结构的结构示意图；
图3为功率合成网络的结构示意图。
[0017]其中，附图标记如下所述：1
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第一级魔T，2
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第二级魔T，3
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调节相位，4
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微带
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波导探针结构，5
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芯片，6
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波导负载吸收端口。
具体实施方式
[0018]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供新型功率合成器及其构成的50
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75GHz宽带可调相功率合成网络，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0019]实施例1新型功率合成器，包括信波导腔结构、微带
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波导探针结构。
[0020]波导腔结构包括第一级魔T1、第二级魔T2。第一级魔T1的两个功分支臂分别连接两个第二级魔T2的功分主臂；两个第二级魔T2的功分支臂连接微带
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波导探针结构。
[0021]其中，为了便于描述，把魔T的位于竖直臂（功分主臂）上的一个端口定义为主端口，横直臂（本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.新型功率合成器，其特征在于，包括波导腔结构、微带
‑
波导探针结构；波导腔结构包括第一级魔T、第二级魔T；第一级魔T的两个功分支臂分别连接两个第二级魔T的功分主臂；两个第二级魔T的功分支臂连接微带
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波导探针结构；当功率合成器用于功率分配时，第一级魔T的功分主臂作为用于功率分配的功率合成器的信号输入端，两个第二级魔T的功分支臂连接的微带
‑
波导探针结构作为用于功率分配的功率合成器的信号输出端；当功率合成器用于功率合成时，第一级魔T的功分主臂作为用于功率合成的功率合成器的信号输出端，两个第二级魔T的功分支臂连接的微带
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波导探针结构作为用于功率合成的功率合成器的输入端；功率合成器用于功率分配时，第二级魔T的功分支臂上设有调节相位。2.根据权利要求1所述的新型功率合成器，其特征在于，第一级魔T的和第二级魔T的波导腔均为矩形波导，波导口型号为BJ620，长为3.76mm，宽为1.88mm。3.根据权利要求1所述的新型功率合成器，其特征在于，第一级魔T、第二级魔T中的空闲端口用于连接匹配结构，作为波导负载吸收端口。4.根据权利要求3所述的新型功率合成器，其特征在于，匹配结构为波导负载片。5.根据权利要求1所述的新型功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖邱亮，谢嫣菡，
申请(专利权)人：成都浩翼创想科技有限公司，
类型：发明
国别省市：