[发明专利]微波毫米波平面宽带高功率微带功率合成器

说明书

技术领域

本发明涉及微波传输器件，更为具体地说，是涉及一种微波毫米波平面宽带高功率合成器。

背景技术

在微波、毫米波电路中，功率合成器被广泛应用于微波毫米波高功率电路中。从六七十年代到现今阶段，已经涌现了关于功率合成器的大量研究成果，并且这些成果已经光广泛应用于微波工程技术领域。传统常用的平面高功率合成器是Gysel电桥，但由于Gysel电桥的不连续性，所以带宽较窄，已经远远不能满足现代无线通信对于输出功率高、宽带的要求。因而，更高功率，更宽带宽的平面高功率合成器在业界备受关注。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微波毫米波平面宽带高功率合成器。此功率合成器不仅电路损耗低、频带宽、结构紧凑、易于加工、具有良好的散热特性，便于微波固态高功率合成应用。

本发明所述微波毫米波平面宽带高功率合成器的结构如图1所示，输出端口[1]、输入端口[2、3]的特性阻抗相同，设为Z₀；隔离端口[4、5]的特性阻抗是2Z₀；隔离电阻[6、7]的阻值均为Z₀；金属环形带[10]的特性阻抗是金属环形带[10]的二分之三波长；输出端口[1]位于中轴线上；输入端口[2、3]关于中轴线对称，与输出端口[1]相隔角度为60度；隔离端口[4、5]关于中轴线对称，与输出端口[1]相隔角度为120度。

本发明具有以下有益效果：本发明所述的微波毫米波平面宽带高功率微带功率合成器隔离电阻一段接地，散热较好，增加了功率合成器的功率容量；电路的不连续性较少，带宽较宽。

附图说明

图1是本发明所述微波毫米波平面宽带高功率微带功率合成器的俯视结构示意图。

图2是本发明所述微波毫米波平面宽带高功率微带功率合成器的主视结构示意图。

图3是本发明所述微波毫米波平面宽带高功率微带功率合成器的电磁场仿真结果图。

图中标号标识对象是：包括1-输出端口、2-输入端口、3-输入端口、4-隔离端口、5-隔离端口、6-隔离电阻、7-隔离电阻、8-介质基板、9-金属接地板、10-金属环形带。

具体实施方式

本实施例为一种Ku波段平面宽带高功率微带功率合成器，其结构如图1所示，包括输出端口[1]、输入端口[2]、输入端口[3]、隔离端口[4]、隔离端口[5]、隔离电阻[6]、隔离电阻[7]、介质基板[8]、金属接地板[9]、金属环形带[10]；整个功率合成器关于中轴对称，输出端口[1]、输入端口[2]、输入端口[3]、隔离端口[4]、隔离端口[5]、与金属环形带[10]相连；隔离电阻[6]一端接隔离端口[4]，一端接地；隔离电阻[7]一端接隔离端口[5]，一端接地。输出端口[1]、输入端口[2、3]的特性阻抗相同，设为Z₀；隔离端口[4、5]的特性阻抗是2Z₀；隔离电阻[6、7]的阻值均为Z₀；金属环形带[10]的特性阻抗是金属环形带[10]的二分之三波长；输出端口[1]位于中轴线上；输入端口[2、3]关于中轴线对称，与输出端口[1]相隔角度为60度；隔离端口[4、5]关于中轴线对称，与输出端口[1]相隔角度为120度。

在Ku波段，本实例所述平面高功率微带功率合成器结构如图1所示，主要尺寸如下：输出端口[1]、输入端口[2]和输入端口[3]长均为5.23mm，宽均为0.78mm；隔离端口[4]和隔离端口[5]长均为5mm，宽均为0.22mm；隔离电阻[6]和隔离电阻[7]的阻值均为100Ω；金属环形带[10]直径为6.7mm，宽度为0.45mm；介质板[8]为介质层，相对介电常数为2.2，厚度为0.254mm，长15mm，宽15mm；接地板长15mm，宽15mm。

本实施例所述微波毫米波平面宽带高功率微带功率合成器在Ku波段的电磁场仿真结果如图3所示。由于电路结构的对称性，两个输入端口到输出端口的插入损耗相同，所以图3只标注了输入端口[2]到输出端口[1]的插入损耗；两个输入端口回波损耗相同，所以图3只标注了输入端口[2]的回波损耗。从图3可以看出：在13GHz～19GHz频率范围内，插入损耗小于3.5dB；在13GHz～19GHz频率范围内，输入端口回波损耗大于20dB；在13GHz～18.5GHz频率范围内，输出端口回波损耗大于20dB；在13GHz～19GHz频率范围内，输入端口隔离度大于15dB。