[发明专利]一种径向线功率分配/合成器

说明书

技术领域

本发明涉及一种径向线功率分配/合成网络。

背景技术

超宽带高功率放大器在导航、精确制导、雷达、通信、电子对抗等领域得到越来越多的应用。径向线功率分配/合成器可以完成任意路数的固态功放器件的合成，也可以完成一路射频信号到任意路数的功率分配。功率放大器包括一径向线功率分配器、平面电路和一径向线功率合成器。径向线功率分配器和径向线功率合成器的结构完全相同，又称径向线功率分配/合成器。现有的径向线功率分配/合成器包括同轴探针、径向波导腔体、和多路标准矩形波导。同轴探针插入径向波导腔体的中心位置，径向波导腔体与多路标准矩形波导相连。射频信号从径向线功率分配器的同轴探针输入，经径向波导转换到矩形波导分配后，过渡到平面电路进行功率放大后再通过功率合成器合成；从而形成了功率放大功能。不过，径向波导直接过渡到矩形波导的结构往往工作带宽相对不宽。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种径向线功率分配/合成器，能够展宽径向线功率分配/合成器的工作带宽。

本发明的技术方案是：一种径向线功率分配/合成器，包括同轴探针、径向波导腔体、和多路阶梯形波导；同轴探针插入径向波导腔体的中心位置；径向波导腔体与多路阶梯形波导相连；每路阶梯形波导由至少一个过渡矩形波导和一个标准矩形波导组成；标准矩形波导通过过渡矩形波导与径向波导腔体相连；过渡矩形波导的宽度比标准矩形波导的宽度大。

所述同轴探针包括内导体、外导体、和填充介质；所述内导体的底部位于径向波导腔体内。

在内导体的底部安装金属套筒。

所述多路阶梯形波导为8路。

一种功率放大器，包括两个上述径向线功率分配/合成器，微带探针，和平面电路；每个径向线功率分配/合成器的每路阶梯形波导微带探针的一端与平面电路相连，微带探针的另一端与阶梯形波导相连。

在距离各路阶梯形波导的短路面1/4波长处插入微带探针，微带探针与平面电路相连。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明在径向波导与标准矩形波导的过渡处，增加了阻抗变换结构(过渡矩形波导)，过渡矩形波导的宽度比标准矩形波导的宽度大；从而在径向波导和矩形波导之间形成了电抗匹配，可有效展宽过渡结构的工作带宽，从而展宽了径向线功率分配/合成器的工作带宽。

附图说明

图1为本发明的实施例-Ka频段八路径向线功率分配器的俯视图，

图2为本发明的实施例-Ka频段八路径向线功率分配器的截面图；

图3为两个径向线功率分配/合成器背靠背组合成功率放大器的截面图；

图4为八路径向线功率分配器加阶梯阻抗变换后的对比图：不加阻抗变换(图中圆点)、加一阶阻抗变换(图中虚线)、加二阶阻抗变换(图中实线)输入驻波的对比仿真结果；

图5为Ka频段八路径向线功率分配/合成器背靠背结构的回波损耗s11仿真结果图；其横坐标为频率，纵坐标为回波损耗；

图6为Ka频段八路径向线功率分配/合成器背靠背结构的插入损耗s21仿真结果图；其横坐标为频率，纵坐标为插入损耗。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明的径向线功率分配/合成器，包括同轴探针、圆柱形径向波导腔体3、和多路阶梯形波导。在径向波导3的外围圆周，沿中心对称方向每隔角度φ连接一个阶梯形波导(对于N路分配/合成器而言，φ等于360°/N，N大于2)。同轴探针包括内导体1、外导体10、和填充介质2。同轴探针的内导体1比外导体和填充介质2长。径向波导腔体与多路阶梯形波导相连；每路阶梯形波导由至少一个过渡矩形波导4和一个标准矩形波导5组成；标准矩形波导5通过过渡矩形波导4与径向波导腔体3相连；过渡矩形波导4的宽度比标准矩形波导5的宽度大。标准矩形波导5的最外端为波导的短路面6。在径向波导腔体3中心位置插入同轴探针，同轴探针的内导体1的底部位于径向波导腔体3中心位置；同轴探针的外导体和填充介质2与径向波导腔体3的外表面接触。优选地，可以在同轴探针内导体1的底部加上金属套筒7来进一步扩展功分器的带宽。