本发明专利技术为一种用于高功率板线合成器多通道合成的多通道阻抗变换合成设计方法，主要用于解决高功率板线合成器多通道合成功率幅相一致性及其耐功率的问题，属于雷达、通信系统天线与微波技术领域。本发明专利技术涉及一种高功率板线合成器，其多通道板线功率合成网络采用多级分支结构形式。和高功率板线合成器多通道输入相连的为功率合成网络第一级分支，作为功率总合成的末级分支其中间部位板线内导体设计为圆形形式，多级分支级与级之间长度设计为四分之一工作波长的奇数倍，每级分支阻抗变换段设计不同于通常的多节阻抗变换设计。可实现多通道合成功率幅相一致性，避免了高功率板线合成器尺寸限制带来的设计瓶颈，提高了高功率板线合成器可靠性和耐功率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的，用于现代雷达、通信系统固态发射机的高功率板线合成器设计。本专利技术属于雷达、通信系统天线与微波
技术介绍
固态发射机作为现代雷达、通信系统的重要组成部分，正在越来越多的场合逐步取代真空管发射机。高功率合成器将多个固态功率发射组件产生的功率进行功率合成，设计高功率合成器是实现大功率固态发射机的关键技术。高功率合成器可以采取一路到多路如16路的直接阻抗变换合成，其多通道输入沿圆周分布排列，高功率合成器合成功率在圆周的正中央耦合输出。本专利技术涉及的高功率合成器为适应发射机柜结构设计需要采用多级分支结构设计，比如高功率合成器输入通道数量是2η (η为正整数)，那么高功率合成器功率合成网络采用η级分支结构形式。和高功率板线合成器多通道输入相连的为功率合成网络第一级分支，功率总合成部位为末级分支。为了实现多通道输入功率在高功率合成器内高效、可靠地合成，同时为了提高耐功率，必须保证高功率板线合成器多通道合成功率的幅相一致性。通常多通道板线功率合成网络每级分支设计采取经典的多节阻抗变换设计理论，其不同阻抗变换段长度都设计为四分之一工作波长，多级分支级与级之间长度设计只考虑高功率合成器的外形尺寸，末级分支作为功率总合成采取与前级分支相同结构形式，功率总合成输出还为板线结构。这种设计方法难于实现多通道合成功率幅相一致性，降低高功率板线合成器可靠性和耐功率，同时因高功率板线合成器尺寸如多通道输入通道间距的限制带来设计瓶颈。
技术实现思路
高功率板线合成器，其多通道板线功率合成网络采用多级分支结构形式。和高功率板线合成器多通道输入相连的为功率合成网络第一级分支，功率总合成部位为末级分支，高功率合成器输入通道数量是2η (η为正整数)，那么高功率合成器功率合成网络采用η级分支结构形式，末级分支为第η级分支。比如16路高功率合成器，其输入通道数16，即24，多通道板线功率合成网络采用4级分支结构形式，第4级分支为末级分支。为了实现多通道输入功率在高功率合成器内高效、可靠地合成，同时提高耐功率，必须保证高功率板线合成器多通道合成功率的幅相一致性。本专利技术涉及的，主要用于解决高功率板线合成器多通道合成功率的幅相一致性及其耐功率的问题。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术解决方案为(1)采取和通常不同的阻抗变换设计方法设计每级分支阻抗变换段，第一级分支采用的是一节阻抗变换，第二、三级分支直至末级采用的都是两节阻抗变换，结合高功率板线合成器多通道输入通道间距S和发射机柜结构设计对高功率板线合成器外形尺寸AB和CD的要求设计各级分支的多级阻抗变换段长度。⑵多级分支比如4级分支结构的级与级之间长度ab、be和Cd分别设计为四分之一工作波长的奇数倍，ab、bc和Cd长度不必相同。⑶作为功率总合成的末级分支，采取与前级分支不同的结构形式，中间部位板线内导体设计为圆形形式。本专利技术与现有技术相比，在高功率板线合成器多通道输入间距S及其外形尺寸AB 和⑶限制的情况下，可更加方便设计高功率板线合成器多通道阻抗变换合成网络以实现多通道合成功率幅相一致性，提高高功率板线合成器可靠性和耐功率。根据本专利技术给出的方法研制的高功率板线合成器具有多路功率幅相一致性高、合成损耗小、工程实现便捷、耐功率和可靠性高等特点。附图说明附图I为多级分支板线内导体结构形式。其中1 一第一级分支；2—第二级分支；3—第三级分支；4一末级分支(第四级分支)；5—中间部位圆形板线内导体。附图2为多级分支两节阻抗变换段。其中Z0—多级分支接口标准特性阻抗；Z1—第一节阻抗变换段特性阻抗；Z2—第二节阻抗变换段特性阻抗；L1 一第一节阻抗变换段长度；L2—第二节阻抗变换段长度。具体实施例方式本专利技术涉及的，主要步骤(参见附图)'I'设计多级分支结构阻抗变换段的阻抗。多级分支接口 ZO为标准特性阻抗，即ZO为50欧姆，如16路高功率合成器，根据微波技术多节阻抗变换设计理论，第一级分支采用的一节阻抗变换，中间阻抗取为70. 7欧姆，第二、三级直至末级分支采用的两节阻抗变换，中间两节变换阻抗Zl和Z2都分别取为59. 6欧姆和83. 9欧姆，然后由板线特性阻抗公式设计阻抗变换段板线LI和L2的内导体宽度。②根据高功率板线合成器输入通道间距S及其外形尺寸ABXD要求，设计各级分支多节阻抗变换段长度LI和L2。由高频结构仿真软件进行仿真分析结合试验分别确定每级分支阻抗变换段长度。③多级分支级与级之间长度设计，如附图I中ab、be和Cd所示。通过调整多级分支接口特性阻抗为ZO段长度，设计多级分支级与级之间长度为四分之一工作波长的奇数倍，结合高功率板线合成器外形尺寸AB、CD要求，分别确定具体奇数倍值。④末级分支中间部位的圆形板线内导体设计。中间部位的板线内导体直径设计为高功率板线合成器输出转换接口同轴线的内导体直径。权利要求1.，其特征为在高功率板线合成器中构成多通道板线功率合成网络的多级分支结构，采取和通常不同的多节阻抗变换设计方法设计每级分支阻抗变换段，即每级分支的多节阻抗变换段长度不是特定的四分之一工作波长；作为功率总合成的末级分支，采取与前级分支不同的结构形式，即中间部位的板线内导体设计为圆形形式。2.一种实现权利要求I所述的多通道阻抗变换合成的设计方法，其特征在于结合高功率板线合成器外形尺寸，多通道板线功率合成网络的多级分支结构级与级之间长度设计为四分之一工作波长的奇数倍，奇数倍的数值不必相同。全文摘要本专利技术为一种用于高功率板线合成器多通道合成的多通道阻抗变换合成设计方法，主要用于解决高功率板线合成器多通道合成功率幅相一致性及其耐功率的问题，属于雷达、通信系统天线与微波
本专利技术涉及一种高功率板线合成器，其多通道板线功率合成网络采用多级分支结构形式。和高功率板线合成器多通道输入相连的为功率合成网络第一级分支，作为功率总合成的末级分支其中间部位板线内导体设计为圆形形式，多级分支级与级之间长度设计为四分之一工作波长的奇数倍，每级分支阻抗变换段设计不同于通常的多节阻抗变换设计。可实现多通道合成功率幅相一致性，避免了高功率板线合成器尺寸限制带来的设计瓶颈，提高了高功率板线合成器可靠性和耐功率。文档编号H01P5/12GK102938485SQ20121043669公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日专利技术者朱乙平 申请人:中国船舶重工集团公司第七二四研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多通道阻抗变换合成的设计方法，其特征为在高功率板线合成器中构成多通道板线功率合成网络的多级分支结构，采取和通常不同的多节阻抗变换设计方法设计每级分支阻抗变换段，即每级分支的多节阻抗变换段长度不是特定的四分之一工作波长；作为功率总合成的末级分支，采取与前级分支不同的结构形式，即中间部位的板线内导体设计为圆形形式。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱乙平，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：
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