[发明专利]一种同轴功率耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信、雷达等微波技术领域中所使用的功率耦合器。

背景技术

同轴功率耦合器类似于无隔离的功率分配器，也可视作不等分二功率分配器的一种。其主要用于微波信号按特定比例耦合或合成功率，是微波技术领域中常用的元件之一，多以同轴结构出现。一般为在主传输线上增加一用于耦合输出的部件，从而实现从主传输线中分配出特定的功率从另一端口输出，输入功率与耦合输出功率之间的关系为耦合度。同轴功率耦合器的特点是结构简单、承载功率大、互调低。目前常见的较大耦合度的同轴结构的同轴功率耦合器，其耦合部件的典型结构为设置一与主线垂直的空心圆柱，通过控制空心圆柱内径大小来控制耦合度。耦合区域的结构缺陷导致在实现宽频或超宽频时耦合度起伏较大；如工作带宽为800MHZ～2500MHZ的-5DB的同轴功率耦合器，其耦合起伏在-4.2DB～-5.8DB；而同时为保证在宽频或超宽频时带宽内输入端口有较小的驻波比，需加入匹配单元，该匹配单元受耦合区域的影响。由于这种结构的耦合区长度较短且比较固定，想实现更宽频应用及更小耦合起伏十分困难。

发明内容

本发明针对现有技术的不是，设计开发出了频宽可实现4倍或更高频程，且很容易实现输入端口低驻波比，低互调，在耦合度较大的时候，耦合起伏低的同轴功率耦合器。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种同轴功率耦合器，包括端口连接器，主同轴线内导体及外导体，耦合输出内导体与外导体，所述的耦合器悬置于主同轴线内导体上，所述耦合器上方，增加一个金属空心圆柱体，该空心圆柱体的一面和绝缘子横截面接触，另外一面和同轴连接器接触。

一种同轴功率耦合器，所述的耦合器包括与主传输线垂直的金属桶状圆柱、及金属桶状圆柱上方起固定作用的环状四氟；耦合输出内导体与空气圆柱绝缘子紧密配合并与金属桶状圆柱的底面相连接。

本发明的优点和效果在于：

耦合器垂直悬置于主传输线上，可根据带宽需要改变耦合部分和主同轴线的距离，通过耦合外导体的不同直径来控制，从而在宽频带内实现较小的耦合起伏。在装配过程中，同时也避免了由于尺寸导致的耦合器和外导体短接的现象。采用空心圆柱体对耦合器进行限位，可以避免耦合器运输晃动产生位移，不会产生松动。

附图说明

附图1为剖视结构示意图。

具体实施方式

参见附图所示。

本发明耦合器悬置于主同轴线内导体401上。耦合器有以下部分组成，主同轴线内导体401，耦合端输出内导体402，环状四氟403，金属桶状圆柱404。实施过程：主同轴线内导体401为多个不同直径不同长度的同心圆柱组成，为了保证加工精度和提供加工方便。以及在装配过程中的易装配性，可以将主同轴线内导体401分为多节，中间以螺纹的形式相连接。本实施过程，将腔体内的耦合器分成两个部分。首先将主同轴线内导体安装到主同轴线外导体内，将连接好的该耦合器的两个端口安装两个同轴连接器411，412。然后开始装配耦合端，首先将环状四氟403安装耦合端输出内导体402上，两者之间紧配合，然后将两者以螺纹的形式与金属桶状圆柱404的底部相连接，金属桶状圆柱的深度等于耦合端输出内导体较细的一节的长度减去绝缘子的厚度，三者之间形成紧密连接。绝缘子的半径大于金属桶状圆柱的半径。将连接好的耦合器安装在耦合输出外导体上，外导体内的空气腔，是半径不同的圆柱，稍大的空气圆柱的直径和绝缘子的尺寸相同，这样可以将耦合器安装在外导体上，通过控制半径较小的空气圆柱的高度，可以改变耦合器在外导体的位置，从而改变了耦合器和主同轴线之间的距离，改变了耦合度。将连接好的耦合器和外导体，安装在主同轴线外导体上，两者之间通过螺纹连接。为了耦合器由于晃动产生的移位，在安装好的耦合器上方，增加一个金属空心圆柱405，然后将同轴连接器413和耦合端内导体的另一端通过螺纹相连接。空心圆柱的一个面和绝缘子横截面接触，另外一个面和同轴连接器接触，这样可以牢牢的定位，不会松动。

本发明同轴功率耦合器中耦合器与主线垂直，故可根据带宽与耦合度起伏要求任意选择其长度，即耦合区长度，以及耦合器和主同轴线内导体之间的距离；不同的耦合度需求，可通过调整耦合器中副同轴线外导体的不同直径空气圆柱的长度来实现；通过调整耦合器的长度来调整耦合度起伏，通过调整主同轴线内导体401在耦合器附近的圆柱直径与长度来实现耦合度起伏的微调；在耦合度及起伏确定后调整主传输线中不同圆柱的直径和长度来实现输入端口的低驻波比。本发明结构简单，窂固，使用中不宜发生移动变形，加工方便，在宽频带内输入端口低驻波比，耦合起伏小，低互调。