[发明专利]一种基于多工器的多波束微波源

说明书

本发明涉及微波信号产生技术领域，具体公开了一种基于多工器的多波束微波源。一种基于多工器的多波束微波源，该微波源包括第一多工器第二多工器以及定性耦合器，其中，第一多工器的若干和输出端通过微波放大器组与第二多工器的输入端相连接，第二多工器的输出端与定向耦合器的输入端相连接，同时，第一多工器的耦合端与第一多工器的输入端相连。本发明所述的一种基于多工器的多波束微波源，能够同时输出多个频率的微波信号源，且具有成本低、频率稳定度高、功率平坦度高、容易维护且相噪低、频率可调等优点。

技术领域

本发明属于微波信号产生技术领域，具体涉及一种基于多工器的多波束微波源。

背景技术

梳状频率信号发生器在电子电路、无线射频和微波等领域有非常重要的应用。其可以作为多个频率信号源，用于不同频率点的测量。

在受控核聚变实验研究中，等离子体内部不同尺度的湍流扰动和分布决定着等离子体的约束与输运，获得这些不同尺度扰动之间的关系对于研究等离子体物理和等离子体剖安全控制有重要的帮助作用。微波反射是测量等离子体湍流分布重要的诊断之一，其基本原理是利用微波在等离子内部电子密度截止层的上反射。为实现等离子体内部电子密度扰动和分布等参数测量，需要同时发射多个频率不同的微波到等离子体内部，这些不同频率的微波在不同的电子密度截止层反射，可以同时携带出等离子体内部反射截止层的扰动和分布信息，因此多个频率的梳状频率阵列信号发生器是实现多空间点测量测量的核心。梳状频率阵列目前有三种主要产生方法：第一种为采用多个独立的微波源合成。由于采用多个独立的微波源成本较高，测量的范围也比较受限制，实用性不强，这种方法目前也只有德国ASDEX-U装置采用了两套独立的微波测量系统，只能获得两个空间点的同时测量。第二种为采用混频器变频，由于混频器变频效率问题，高次的信号频率功率较差，频率阵列数量也较少。第三种主要采用非线性器件，如阶跃二极管或者用压控振荡器(VCO)调制产生多次倍频信号或调制信号，但是通常阶跃二极管的中频带宽较窄，另外也比较难于达到微波频段，通过倍频后，各个频率点的功率一致性不易控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多工器的多波束微波源，解决现有技术中产生多个频率信号阵列时，多个信号源成本较高、毫米波源调制频率较低、带宽较窄等限制。

本发明的技术方案如下：一种基于多工器的多波束微波源，该微波源包括第一多工器第二多工器以及定性耦合器，其中，第一多工器的若干和输出端通过微波放大器组与第二多工器的输入端相连接，第二多工器的输出端与定向耦合器的输入端相连接，同时，第一多工器的耦合端与第一多工器的输入端相连。

所述的第一多工器和所述的第二多工器均为相同的微波段或射频段多工器，其输入端与输出端可以互异。

所述的第一多工器和所述的第二多工器输出端的数量由需要产生的梳状频率数量确定，且每个输出端的滤波频率带宽互不叠加、不相互加载，使每个输出端之间保持高度隔离，其隔离度达到40dB以上。

所述的第一多工器和所述的第二多工器的每个输出端滤波频率为一峰化的通带分布，且带宽较窄，毫米波频段通常为50MHz；所述的第一多工器和所述的第二多工器输出端可实现2～32个输出。

所述的微波放大器组与所述第一多工器的输出端数量相匹配，并一一对应连接；所述微波放大器组的增益大于所述第一多工器和第二多工器组成的多工器回路损耗；所述微波放大器组的增益大于20dB。

所述的定向耦合器将第二多工器合成的信号耦合至第一多工器；所述定向耦合器的耦合度在10～20dB、隔离度大于25dB；所述的定向耦合器的工作频带由多工器环回路的工作频率确定。

所述的定向耦合器的耦合端与所述的第一多工器输入端之间设有宽带微波放大器，所述宽带微波放大器覆盖所有通道的工作频点。