[发明专利]一种基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统

说明书

技术领域

本发明属于射频与微波功率合成设计领域，具体涉及一种基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统。

背景技术

随着微波技术的发展，需要将功率进行多路分配处理的情况日益增多，为了达到比将功率直接输入单个器件更好的效果，需要对输入功率进行功率分配，得到多路等幅等相的功率流，对每路功率所对应器件进行输出。在微波功率管输出方面，可以将能量分配后对各单管进行输出，再次合成。也可以作为对天线的馈电网络，可以进行对功率的分配，再将各路功率供给天线。

在当代微波系统中要求微波合成系统具有小的体积，微波功分器还要求具有足够大的功率容量以满足大功率应用的场合；小型化对微波功分器来说是非常重要的，特别是在对设备尺寸有严格限制的场合。现有的功率合成系统一般由威尔金森形式功合适配单层微带功放电路组成，其缺点为体积大、占用空间大，而且功率容量相对较小，一定程度上制约了雷达以及通信系统的小型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统，克服或减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统，用于将输入的能量功率转变为所需能量功率，包括功合器和功放电路模块，其中，该功合器由三层组成，能量功率从该功合器中的中间层输入，通过设置在该中间层上的矩形耦合窗将能量功率耦合至该功合器的上层和下层，通过该功合器上层和下层上均设置的对称树形分配结构将能量功率分为多路输出，每一路能量功率再均通过所述功放电路模块将该能量功率放大，放大后的能量功率反接接入另一相同制式的该功合器输出端获得所需能量功率。

优选地是，所述功合器上设置用于阻止能量功率传输的金属化通孔。

优选地是，所述矩形耦合窗为双层，该两矩形耦合窗对称布置在所述功合器中间层的上表面和下表面。

优选地是，所述对称树形分配结构中设置有用于减小功率传输中损耗的感性金属柱。

优选地是，所述对称树形分配结构为1路分为2路再分为2²路直至2ⁿ路的形式。

优选地是，所述功合器的上层和下层上设置的对称树形分配结构均将能量功率分为四路输出。

优选地是，所述功放电路模块包括梯形过渡带、微带线与功率放大电路，每路输出的能量功率依次通过所述梯形过渡带、所述微带线与功率放大电路相连。

优选地是，所述功率放大电路背对放置。

本发明所提供的一种基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统的有益效果在于，通过在基片集成波导中引入矩形耦合窗，将在基片集成波导中传输的能量功率等分为上下两部分，以较简单的形式，并在不增加水平方向尺寸的情况下实现了三层功合器的顶层与底层层间分配；在三层功合器的输出端顶层与底层分别引入了上下对称背对放置的功率放大电路，通过与三层微波功合器的结合，节省了一半的水平方向尺寸，实现了在较小水平方向尺寸上的微波功率合成系统。

附图说明

图1为本发明基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统中的功合器模型图；

图2为本发明基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统中的功合器中间层上表面示意图；

图3为本发明基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统中的功合器中间层下表面示意图；

图4为本发明基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统中的功合器上间层正面示意图；

图5为本发明基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统中的功合器S11参数曲线图；

图6为本发明基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统中的功合器S参数曲线图；

图7为本发明基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统正面俯视框形图；

图8为本发明基于基片集成波导的三层多路微波功率合成系统背面仰视框形图。

附图标记：

1-金属化通孔、2-感性金属柱、3-梯形过渡带、4-微带线、5-矩形耦合窗上部、6-矩形耦合窗下部。

具体实施方式