[发明专利]一种并联式功率合成器及其组装方法

说明书

一种并联式功率合成器，包括盖板，金属块，介质块，隔腔金属块，分路金属块和金属探针连接器；所述盖板固定在金属块顶部，所述介质块在金属块内的空腔里；所述隔腔金属块及分路金属块分布在介质块内部的多个相互独立的隔腔内；所述分路金属块在介质块靠近外侧的位置，并与相邻的隔腔金属块连接；所述金属探针连接器通过金属块及介质块上的小孔与隔腔金属块或分路金属块连接。本发明采用变换法完成功率的合成，与现有的合成器相比，本发明功率合成器结构更简单稳定，且具有易实现、频带更宽、插损更小的优点，其结构紧凑、功率容量大，更适用于微波毫米波功率合成应用领域，尤其在在宽带多路功率合成的通信系统中有着明显的优势。

技术领域

本发明涉及功率合成器领域，尤其是一种并联式功率合成器及其组装方法。

背景技术

功率合成器是微波通信等领域中常用的器件，其作用是将多路微波信号能量合成为一路并输出。在带状线型功率合成器中，当各支路之间不需要隔离度时，可以采用并联式功率合成器。

微波器件各端口阻抗一般为标准的50Ω，而并联式功率合成器的某些端口阻抗通常不是50Ω，以2合1等功率合成器为例，当两个支路的阻抗为50Ω时，合成输出端口的阻抗为25Ω，需要进行阻抗过渡，将阻抗变换到50Ω。

传统的阻抗过渡方式有渐变线或1/4波长阻抗变换器等。这些阻抗过渡方式在宽带多路合成时体积会比较大。

以1/4波长阻抗变换器为例，当功率合成器工作带宽较宽时，需要多节1/4波长传输线；当功率合成器工作频率较低时，每节1/4波长传输线长度很长；当功率合成器为多路合成时，其阻抗比更高，需要更多节1/4波长传输线，例如2合1等功率合成器的输出端口阻抗为25Ω，4合1等功率合成器的输出端口阻抗为12.5Ω，8合1等功率合成器的输出端口阻抗为6.25Ω；以上因素都会增加功率合成器体积。

发明内容

鉴于以上分析，为了解决上述问题，本发明提出了一种并联式功率合成器，该功率合成器结构紧凑、功率容量大，在宽带多路功率合成的通信系统中有着明显的优势。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种并联式功率合成器，包括盖板，金属块，介质块，隔腔金属块，分路金属块和金属探针连接器；所述盖板固定在金属块顶部，所述介质块在金属块内的空腔里；所述隔腔金属块及分路金属块分布在介质块内部的多个相互独立的隔腔内；所述分路金属块在介质块靠近外侧的位置，并与相邻的隔腔金属块连接；所述金属探针连接器通过金属块及介质块上的小孔与隔腔金属块或分路金属块连接。

进一步地，所述介质块包括上部的第一分介质块和下部的第二分介质块，所述两个分介质块上均开有凹槽，扣合后形成所述多个相互独立的隔腔；所述多个隔腔与隔腔金属块或分路金属块的尺寸相同，各隔腔金属块及分路金属块分别嵌入所述隔腔内；所述分路金属块与相邻的一个隔腔金属块共用一个隔腔。

介质块内部的凹槽与隔腔金属块和分路金属块相同尺寸，能够保证各隔腔金属块和分路金属块正好镶嵌入介质块中，保持介质块与隔腔金属块紧密连接，以固定隔腔金属块以及分路金属块在腔体内的位置，同时增加了功率合成器的功率容量。通过隔腔金属块，将介质块分成几个隔腔，各隔腔的作用就是避免电磁波信号由于阻抗不匹配引起的模式混乱。

进一步地，所述功率合成器适用于L、S、C、X、Ku、Ka或Q波段；所述隔腔金属块和分路金属块的形状及数量与使用波段相关。

不同波段的电磁波传播会不同，因此每种波段对应一种金属隔腔的结构，通过电磁仿真软件仿真计算获得几个端口的s参数，使得s参数最佳即可确定隔腔金属块及分路金属块的形状和数量。